stöchiometrische

Stöchiometrie bezeichnet in der Chemie die Lehre von quantitativen Beziehungen zwischen den Stoffmengen in chemischen Reaktionen. Das zentrale Konzept ist das Molverhältnis, das aus einer ausbalancierten Reaktionsgleichung abgeleitet wird und die Relationen der beteiligten Substanzen in Bezug auf Mol angibt.

Die Koeffizienten der Reaktionsgleichung sind stöchiometrisch und geben an, wie viele Mol jeder Spezies reagieren bzw. entstehen. Sie sichern die Erhaltung der Masse, da Atome auf beiden Seiten der Gleichung gleich viele vorkommen müssen.

Aus der Reaktionsgleichung lassen sich die theoretische Ausbeute und der benötigte Reaktant-Verbrauch berechnen. Die theoretische Ausbeute entspricht der maximal möglichen Menge eines Produkts bei vollständiger Reaktion aller Reaktanten; praktische Ausbeute ist oft geringer. Der limitierende Reaktant (limiting reagent) bestimmt die tatsächliche Menge an Produkt, da ihm der Vorrat ausgeht und die Reaktion stoppt, bevor alle anderen Reaktanten verbraucht sind.

Anwendungen der Stöchiometrie umfassen Planung von Synthesen, Bestimmung notwendiger Reaktantien, Berechnungen von Massenverhältnissen in Verfahren wie Titrationen und Analytik sowie Gewichtungen in Verbrennungsvorgängen und chemischer Verfahrenstechnik.

Beispiel: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O veranschaulicht das Molverhältnis 1:2:1:2 zwischen Methan, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Aus 1 Mol CH4 würden danach 2 Mol O2 benötigt, es entstehen 1 Mol CO2 und 2 Mol H2O.

Das Wort stammt aus dem Griechischen stoikheion (Element) und metron (Maß).