Limitierendes Reagenz berechnen
Gib die Mengen deiner Ausgangsstoffe ein und erfahre sofort, welcher Reaktionspartner zuerst abreagiert, wie viel Produkt theoretisch entsteht und was im Überschuss bleibt.
Stöchiometrische Analyse
Limitierendes Reagenz (begrenzender Stoff)
H₂
H₂ reagiert zuerst vollständig ab.
Theoretische Maximalausbeute
22.708 g NH₃
1.333 mol NH₃
Überschüssiger Reaktionspartner
0.333 mol N₂ verbleiben unumgesetzt
9.338 g N₂
Vergleich der Reaktionspartner
Welcher Ausgangsstoff begrenzt die Reaktion?
| Edukt | Eingesetzt | Koeffizient | Stoffmenge ÷ Koeffizient |
|---|---|---|---|
| N₂ | 28.014 g | 1 | 1.000 |
| H₂ | 4.032 g | 3 | 0.6667 |
H₂ → limitierendes Reagenz
Der kleinste Quotient aus (Stoffmenge ÷ Koeffizient) bestimmt, welches Edukt zuerst verbraucht ist.
Schritt-für-Schritt-Rechenweg
Berechnung der Produktausbeute an NH₃
1. Eduktmengen in Stoffmengen (Mol) umrechnen
28.014 g ÷ 28.014 g/mol = 1.000 mol N₂
4.032 g ÷ 2.016 g/mol = 2.000 mol H₂
2. Stoffmenge durch stöchiometrischen Koeffizienten dividieren
N₂: 1.000 mol ÷ 1 = 1.000
H₂: 2.000 mol ÷ 3 = 0.6667
3. Begrenzenden Reaktionspartner identifizieren
H₂ ist das limitierende Reagenz, da der Quotient 0.6667 der kleinste ist.
4. Theoretische Produktausbeute berechnen
0.6667 × 2 = 1.333 mol NH₃
1.333 mol × 17.031 g/mol = 22.708 g NH₃
Berechnung des Überschusses für N₂
0.6667 × 1 = 0.6667 mol N₂ verbraucht
1.000 mol − 0.6667 mol = 0.3333 mol N₂ unumgesetzt
0.3333 mol × 28.014 g/mol = 9.338 g N₂
Reaktionsdaten
Übersicht der Reaktionspartner
| Stoff | Rolle | Koeffizient | Molare Masse |
|---|---|---|---|
| N₂ | Edukt | 1 | 28.014 g/mol |
| H₂ | Edukt | 3 | 2.016 g/mol |
| NH₃ | Produkt | 2 | 17.031 g/mol |
Grundprinzip
Wie bestimmt man das limitierende Reagenz?
- Stöchiometrisch ausgeglichene Reaktionsgleichung aufstellen.
- Die Ausgangsmengen aller Edukte in Stoffmengen (Mol) umrechnen.
- Jede Stoffmenge durch den jeweiligen Reaktionskoeffizienten teilen.
- Der kleinste Quotient identifiziert das limitierende Reagenz.
- Dieser Minimalwert bestimmt über den Produktkoeffizienten die theoretische Ausbeute.
Mathematische Bestimmung
Reaktionsfortschritt = Stoffmenge (mol) ÷ Koeffizient
Das Edukt mit dem kleinsten Quotienten limitiert die Reaktion.
Theoretische Ausbeute = kleinster Quotient × Koeffizient(Produkt)
Theorie
Limitierendes Reagenz, theoretische Ausbeute und Überschuss
Bedeutung des limitierenden Reagenzes
Sobald das limitierende Reagenz vollständig abreagiert ist, kommt die chemische Reaktion zum Erliegen – völlig unabhängig davon, wie viel von den anderen Reaktionspartnern noch vorhanden ist. Es diktiert die theoretische Maximalausbeute.
Theoretische Ausbeute vs. Praxisausbeute
Die theoretische Ausbeute ist die stöchiometrisch maximal erreichbare Produktmasse bei 100%igem Umsatz. In der Laborpraxis liegt die tatsächliche Ausbeute durch Gleichgewichte, Nebenreaktionen oder Aufreinigungsverluste meist darunter.
Relevanz der ausgeglichenen Gleichung
Stöchiometrische Koeffizienten geben das molare Verhältnis an, in dem die Teilchen miteinander reagieren. Ohne Ausgleich ist eine Bestimmung unmöglich.
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
1 mol N₂ + 3 mol H₂ → 2 mol NH₃
Funktionen
Leistungsumfang des Rechners
Gib beliebige Ausgangsmengen ein und analysiere die Reaktionsgrenzen.
Highlights:
- Ermittlung des limitierenden Reaktionspartners
- Theoretische Produktausbeute in Gramm und Mol
- Exakte Restmengen aller überschüssigen Reaktanten
- Mischbare Einheiten (g, mg, kg, mol)
- Reaktionen mit drei oder mehr Edukten
- Erkennung stöchiometrischer Äquivalenzgemische
Weitere nützliche Werkzeuge:
FAQ
Häufige Fragen zum limitierenden Reagenz
Was versteht man unter dem limitierenden Reagenz?
Das limitierende Reagenz (der begrenzende Reaktionspartner) ist derjenige Ausgangsstoff, der in Bezug auf das stöchiometrische Verhältnis im Unterschuss vorliegt und daher als Erster vollständig verbraucht wird.
Warum kann man die Ausgangsmassen in Gramm nicht direkt vergleichen?
Weil chemische Stoffe unterschiedliche molare Massen besitzen. Entscheidend für das Reaktionsgeschehen ist die Teilchenanzahl (Mol), nicht das Gewicht.
Was ist die theoretische Ausbeute?
Die theoretische Ausbeute ist die maximale Menge an Produkt, die entstehen kann, wenn das limitierende Reagenz zu 100 % nach Reaktionsgleichung umgesetzt wird.
Was passiert mit überschüssigen Reaktanten?
Reaktionspartner im Überschuss bleiben nach Reaktionsende unumgesetzt im Reaktionsgemisch zurück. Der Rechner weist diese Restmengen exakt in Mol und Gramm aus.