stoichiometrische

Stoichiometrische Bezüge beschreiben die quantitativen Verhältnisse von Stoffen in chemischen Reaktionen. Die Stoichiometrie basiert auf dem Gesetz der Massenerhaltung und dem Molkonzept. In einer ausbalancier­ten Reaktionsgleichung geben die Koeffizienten die Relationen der Stoffmengen an, nicht zwangsläufig der Massen. Daraus lassen sich benötigte Mengen, theoretische Ausbeuten und Umrechnungen zwischen Masse, Mol und Volumen ableiten.

Durch das Balancieren der Gleichung legt man fest, welche Mengenverhältnisse zwischen Reaktanten und Produkten gelten. Die Koeffizienten dienen als Multiplikatoren für die Umrechnung: n_A = ν_A·n_Reaktion. Zur Berechnung von Massen verwendet man die Stoffmengen in Mol multipliziert mit der molaren Masse. Bei Gasreaktionen verhalten sich Volumina von Gasen bei gleichen Temperatur- und Druckbedingungen proportional zueinander; 1 Mol Gas entspricht ungefähr 22,4 Litern bei Standardbedingungen (STP).

Beispiel: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O. Um 1 Mol CO2 zu erhalten, braucht man 1 Mol CH4 und 2 Mol O2. Ist der Sauerstoff im Überschuss vorhanden, bestimmt das Methan die Menge der Produkte; dies ist das begrenzende Reagenzprinzip. Die theoretische Ausbeute lässt sich aus dem stöchiometrischen Verhältnis ableiten.

Anwendungen der Stoichiometrie finden sich in der chemischen Industrie, Laborarbeiten und der Analyse von Reaktionsabläufen. Einschränkungen ergeben sich durch Nebenreaktionen, Gleichgewichtssituationen, Nicht-Stöchiometrie in bestimmten Stoffen und reale Abweichungen von idealen Bedingungen. Dennoch bleibt die Stoichiometrie eine zentrale Grundlage für Planung, Rechenaufgaben und Effizienzbewertungen chemischer Prozesse.