Techniklexikon

Stöchiometrie

Chemie, Physikalische Chemie, die Lehre von der Berechnung der Zusammensetzung chemischer Verbindungen sowie der Massen-, Volumen- und Ladungsverhältnisse bei chemischen Reaktionen. Sie basiert auf den stöchiometrischen Gesetzen. Der Stöchiometrie elektrochemischer Reaktionen liegen die Faradayschen Gesetze zugrunde, zur stöchiometrischen Berechnung von Reaktionen, an denen Gase beteiligt sind, müssen die Zustandsgleichungen idealer Gase miteinbezogen werden.

Die Stoffmengenverhältnisse in einer Verbindung werden mit Hilfe von Stöchiometriezahlen n_i angegeben, z. B. Fe₂O₃. Zur Berechnung des Stoffumsatzes chemischer Reaktionen wird die entsprechende Reaktionsgleichung herangezogen, die die stöchiometrischen Verhältnisse zwischen Ausgangs- und Endstoffen beschreibt. Beispielsweise gibt die Gleichung N₂ + 3 H₂ ® 2 NH₃ sowohl den elementaren Formelumsatz (Reaktion von einem Molekül N₂ und drei Molekülen H₂ zu zwei Molekülen NH₃) als auch den molaren Formelumsatz (Reaktion von einem mol N₂ und drei mol H₂ zu zwei mol NH₃) an. Mit Hilfe der Beziehung m = nM kann aus der Stoffmenge n und der Molmasse M die Masse m eines Reaktionspartners berechnet werden.

Die Anzahl jedes Teilnehmers einer chemischen Reaktion im Verhältnis zu den übrigen Teilnehmern wird in Form stöchiometrischer Faktoren (Reaktionsstöchiometriezahl) angegeben. Dabei erhalten verbrauchte Stoffe ein negatives und entstehende ein positives Vorzeichen. Für die obige Reaktion lauten die Reaktionsstöchiometriezahlen: n(N₂) = -1, n(H₂) = -3 und n(NH₃) = 2.