Stoichiometrie

Stoichiometrie ist ein Teilgebiet der Chemie, das sich mit den quantitativen Beziehungen der Stoffmengen in chemischen Reaktionen befasst. Ziel ist es, anhand einer ausgeglichenen Reaktionsgleichung die Mengen der Reaktanten und Produkte in Mol zu bestimmen. Die Stoichiometrie ermöglicht Vorhersagen über Ausbeuten, erforderliche Reagenzien und Umwandlungen von Masse in Stoffmengen.

Grundlage sind die stöchiometrischen Koeffizienten der ausgeglichenen Gleichung. Sie geben das Verhältnis der Stoffmengen der beteiligten Stoffe im Verhältnis von Mol an. Zusammen mit den Molmassen lassen sich Massen- und Teilchenverhältnisse berechnen. Da die Teilchenzahlen proportional zu den Stoffmengen sind, folgt die Stoichiometrie dem Prinzip der Massenerhaltung und dem Avogadroschen Gesetz.

Typische Berechnungsschritte:

1) Reaktionsgleichung ausbalancieren.

2) Stoffmengen bestimmen: n = m / M.

3) Verhältnisse der Koeffizienten anwenden, um die gesuchten Mengen zu erhalten.

4) Falls erforderlich, den limitierenden Reaktanten bestimmen (limiting reagent) und die theoretische Ausbeute berechnen. Die tatsächliche Ausbeute wird oft als Prozent der theoretischen Ausbeute angegeben.

Beispiel: Die Reaktion Wasserstoff + Sauerstoff zu Wasser: 2 H2 + O2 -> 2 H2O. Sind 4 Mol H2 und 1 Mol O2 gegeben, ist O2 der limitierende Reaktant. Daraus entstehen 2 Mol H2O, während 2 Mol H2 unverbraucht bleiben. Die Verhältnisse H2:O2:H2O lauten 2:1:2.

Anwendungen der Stoichiometrie liegen in der Labormathematik, der Reaktionsplanung, der Industrieproduktion und der Ausbildung, wo präzise Mengenangaben eine zentrale Rolle spielen.

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