บางครั้งนักเคมีต้องการที่จะสังเคราะห์สารประกอบเพื่อหาปริมาณของผลิตภัณฑ์ซึ่งเกิดมาจากการทำปฏิกิริยาของสารตั้งต้นหลายตัว เพื่อหาว่าจะเกิดผลิตภัณฑ์จำนวนเท่าไร นักเคมีต้องอธิบายก่อนว่าสารตั้งต้นตัวไหนที่จะใช้หมดก่อนเมื่อปฏิกิริยาสมบูรณ์ ส่วนสารตัวอื่นก็จะยังคงอยู่ สารที่ใช้หมดก่อนนี้เรียกว่า สารกำหนดปริมาณ ดังดูได้จากตัวอย่างเปรียบเทียบต่อไปนี้

ตัวอย่าง การผลิตรถยนต์ ซึ่งมีส่วนประกอบของ 1 ตัวถัง จะมี 4 ล้อ ดังสมการ

1 ตัวถัง   +   4  ล้อ           1 คัน

          ถ้าโรงงานหนึ่งมีตัวถัง 50 ตัวถัง และ 160 ล้อ จะผลิตรถยนต์ได้กี่คัน ถ้าคิดจำนวนตัวถังเป็นฐานในการตอบ จะต้องคิดว่าผลิตได้ 50 คัน อย่างไรก็ตามถ้าพิจารณาที่ล้อเป็นฐานในการตอบ จะพบว่าจะสามารถผลิตได้ 40 คัน เพราะว่า รถ 1 คัน มี 4 ล้อ จะเท่ากับ 160 /4 = 40 ดังนั้น บริษัทจะมีตัวถังที่เกิน 10 อัน ซึ่งไม่สามารถมีล้อมาเติมให้ครบได้ ดังนั้นจะสามารถผลิตได้มากที่สุด 40 คัน เพราะฉะนั้นสารกำหนดปริมาณ คือ ล้อรถ และสารตั้งต้นที่ยังคงเหลือ คือ ตัวถัง คำนวณทีละขั้นตอนได้ดังนี้

ขั้นที่ 1  เขียนสมการ

1 ตัวถัง   +    4 ล้อ    1 คัน
50 ตัวถัง     160 ล้อ                กี่คัน

ขั้นที่ 2  จะต้องรู้ความสัมพันธ์ของตัวถังกับล้อ

             A . ต้องหาว่าจะใช้ตัวถังเท่าไรเมื่อมีล้ออยู่ 160 ล้อ กี่ตัวถังที่ต้องใช้ = (160 ล้อ) (1 ตัวถัง/4 ล้อ) = 40 ตัวถัง

             B . ต้องหาว่าจะใช้ล้อเท่าไรจะได้ 50 ตัวถัง กี่ล้อที่ต้องใช้ = (50 ตัวถัง) (4 ล้อ / 1 ตัวถัง) = 200 ล้อ แต่โรงงานมีล้อไม่ถึง 200 ล้อ แต่มีแค่ 160 ล้อ

             ดังนั้น ล้อจะเป็นตัวกำหนดจำนวนรถที่สามารถผลิตได้

ขั้นที่ 3  เราจะใช้จำนวนของล้อมาคำนวณหาจำนวนรถยนต์ที่จะสามารถผลิตได้

จำนวนคัน    =    ( 160 ล้อ) ( 1 คัน/4 ล้อ)    =    40 คัน

             ในแนวความคิดเดียวกัน นักเรียนต้องการที่จะเตรียมแจกันพร้อมดอกไม้ โดยแต่ละแจกันมีดอกไม้ 3 ดอก แต่ว่าตอนนี้มีดอกไม้อยู่ 17 ดอก มีแจกัน 5 ใบ ดังนั้น นักเรียนคิดว่าแจกันหรือดอกไม้ควรที่จะเป็นตัวกำหนดปริมาณ

 

ตัวอย่างที่ 1 จากรูปแสดงการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง A₂ (โมเลกุลสีน้ำเงิน) กับ B₂ (โมเลกุลสีเงิน)

         ก. จงเขียนสมการการเกิดปฏิกิริยา และสารใดเป็นสารกำหนดปริมาณ
         ข. จงหาจำนวนโมลของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจาก 1.0 โมลของ A₂ ทำปฏิกิริยากับ 1.0 โมลของ B₂

แนวคิด

          ก .จากโมเลกุลในรูปภาพจะได้สมการ ดังนี้

                จากรูปจะเห็นว่ามี A₂ เหลืออยู่ ดังนั้นสาร B₂ จึงเป็นสารกำหนดปริมาณ

 

          ข. จากสมการจะเห็นว่า 1.0 โมลของ A₂ จะทำปฏิกิริยากับ 3.0 โมลของ B₂ และได้ผลิตภัณฑ์ 2 โมล ของ AB₃ แต่ถ้าใช้ 1.0 โมลของ B₂ ก็จะได้ 2/3 โมล ของผลิตภัณฑ์

 

ตัวอย่างที่ 2  แมกนีเซียมไนไตด์เตรียมได้จากปฏิกิริยาของโลหะแมกนีเซียมกับแก๊สไนโตรเจน ถ้าใช้โลหะแมกนีเซียม 35.00 g และแก๊สไนโตรเจน15.00 g จะสามารถผลิตแมกนีเซียมไนไตด์ได้กี่กรัม

แนวคิด

          จากสมการจะใช้ 3 โมลของ Mg ทำปฏิกิริยากับ 1 โมลของ N₂ และได้ 1 โมลของ Mg₃N₂ ดังนั้น ต้องพิจารณาว่าสารใดเป็นสารกำหนดปริมาณ และสารใดเหลือ

  

          จากสมการจะใช้ Mg 3 mol ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับ N₂ 1 mol  

          ดังนั้น Mg 1.44 mol จะทำปฏิกิริยากับ N₂ 1.44/3 = 0.48 mol แต่เรามีไนโตรเจน 0.53 mol มีอยู่มากเกินพอ

          จะได้ว่า แมกนีเซียมต้องเป็นสารกำหนดปริมาณ

          จากสมการจะใช้ Mg 3 mol ซึ่งจะทำปฏิกิริยาได ้Mg₃N₂ 1 mol  

          ดังนั้น Mg 1.44 mol จะทำปฏิกิริยาได้  Mg₃N₂  1.44/3  =  0.48 mol x 100.93 g/mol  =  48.45 g

 

ตัวอย่างที่ 3 เรามาสังเกตดูว่าสารใดเป็นสารกำหนดปริมาณจากรูปภาพด้านล่าง โดยที่ด้านซ้ายของสมการเป็นสารตั้งต้นและด้านขวาของสมการเป็นผลิตภัณฑ์