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Limitierender Reaktionspartner
Chemie · Klasse 11 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
Selten liegen die Edukte genau im Verhältnis der Gleichung vor. Einer ist zuerst aufgebraucht und bestimmt, wie viel Produkt entstehen kann.
Worum es geht
Der limitierende Reaktionspartner ist das Edukt, das als erstes vollständig verbraucht ist. Danach kann die Reaktion nicht weiterlaufen, auch wenn vom anderen Edukt noch etwas da ist — dieses liegt im Überschuss vor. Welches Edukt limitiert, erkennt man nur, wenn man die Stoffmengen auf die Koeffizienten der Gleichung bezieht: Man teilt jede Stoffmenge durch ihren Koeffizienten.
Die Regeln
| Schritt | Rechnung | Hinweis |
|---|---|---|
| Stoffmengen | n = m / M für jedes Edukt | Massen sind nicht vergleichbar |
| Durch Koeffizienten teilen | x(A) = n(A) / Koeff.(A) | zählt, wie oft die Gleichung mit A ablaufen kann |
| Vergleichen | kleinstes x limitiert | x gibt die Zahl der Formelumsätze an |
| Produkt | n(P) = x(lim) · Koeff.(P) | nur mit dem limitierenden Edukt rechnen |
| Überschuss | Rest = m(Überschuss) − x(lim) · Koeff. · M | Anfangsmasse minus verbrauchte Masse |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. 4,0 g H₂ reagieren mit 16,0 g O₂. Wie viel Wasser entsteht, und was bleibt übrig? (M(H₂) = 2,02; M(O₂) = 32,00; M(H₂O) = 18,02 g/mol)
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Stoffmengen | n(H₂) = 4,0 / 2,02 = 1,980 mol · n(O₂) = 16,0 / 32,00 = 0,500 mol | erst in Teilchen umrechnen |
| 2 · Durch Koeffizienten | H₂: 1,980 / 2 = 0,990 · O₂: 0,500 / 1 = 0,500 | für jeden Formelumsatz braucht man 2 H₂, aber nur 1 O₂ |
| 3 · Limitierend | O₂ (0,500 < 0,990) | der Sauerstoff reicht nur für 0,500 Formelumsätze |
| 4 · Produkt | n(H₂O) = 0,500 · 2 = 1,000 mol → m = 18,02 g | mit dem limitierenden Stoff weiterrechnen |
| 5 · Überschuss | verbraucht: 1,000 mol H₂ = 2,02 g → Rest 4,0 − 2,02 = 1,98 g H₂ | H₂ lag fast doppelt so reichlich vor wie nötig |
Der typische Fehler
Die Stoffmengen ohne Koeffizienten vergleichen. Bei N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ mit 1 mol N₂ und 2 mol H₂ wirkt N₂ knapper, weil 1 kleiner als 2 ist. Für 1 mol N₂ bräuchte man aber 3 mol H₂. Geteilt durch die Koeffizienten: N₂ 1 / 1 = 1, H₂ 2 / 3 = 0,67 — der Wasserstoff limitiert.
So prüfst du dein Ergebnis
Massenbilanz. Produktmasse plus Restmasse muss die Summe der eingesetzten Massen ergeben: 18,02 g + 1,98 g = 20,0 g = 4,0 g + 16,0 g. Außerdem darf die Restmasse nie negativ sein; sonst hast du den falschen Stoff als limitierend gewählt.