En los reactores industriales casi nunca se usan cantidades estequiométricas de materiales. A fin de que ocurra una reacción deseada o utilizar al máximo un reactivo costoso, casi siempre se usan reactivos en exceso. Este material en exceso, sale del reactor junto con los productos (a veces es separado) y en algunos casos se puede utilizar nuevamente. Incluso si se emplean cantidades estequiométricas de reactivos, es muy posible que la reacción no se complete o que ocurran reacciones secundarias, de modo que los productos irán acompañados de reactivos no consumidos así como de los productos secundarios.
A ———– > B + C Reacción Primaria
A+ D ———– > E + F Reacción Secundaria
En una reacción química, el reactivo limitante es el que está presente en la cantidad estequiométrica más pequeña. Si se mezclaran dos o más reactivos y la reacción se lleva a cabo hasta su término de acuerdo con la ecuación química, el reactivo que desaparecerá primeros es el limitante. Para la reacción secundaria, si solo ocurre esta, y agrego 2A y D, el reactivo limitante es D.
Por el otro lado, el reactivo en exceso es el que está presente en la cantidad estequiométrica más grande. El porcentaje del reactivo en exceso se basa en la cantidad de reactivo en exceso por encima de la cantidad requerida para reaccionar con todo el reactivo limitante; es decir:
Incluso si sólo una parte del reactivo limitante reaccionara realmente, las cantidades requeridas y en exceso se basan en la cantidad total del reactivo limitante como si hubiera reaccionado por completo.
Otro término que ha de tenerse en cuenta es la conversión. La conversión, es la fracción de la alimentación o de algún material clave de la alimentación que se convierte en producto. La conversión tiene que ver con el grado de conversión de una reacción, que por lo general es el porcentaje o fracción del reactivo limitante que se convierte en producto.
En el caso en que compitan dos o más reacciones, aparece la selectividad; que es el cociente de los moles obtenidos del producto deseado entre los moles del producto no deseado obtenido en un conjunto de reacciones.
Por último, el rendimiento para un solo producto o reactivo, es la masa o moles obtenidos de producto final divididos entre el peso o moles del reactivo inicial alimentado o consumido. Si intervienen más de un producto y más de un reactivo, habrá que especificar claramente el reactivo en el que se basa el rendimiento.
Los términos de rendimiento y selectividad miden el grado en que se lleva a cabo una reacción deseada respecto a reacciones alternativas que compiten con ella (indeseadas).