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3.7 Limitierende Reaktanten
Limitierende Reaktanten
3.7
Nehmen Sie an, Sie wollen mehrere belegte Brote zubereiten und verwenden dafür
jeweils eine Scheibe Käse und zwei Scheiben Brot, Bt=Brot, K=Käse und Bt 2 Ka=
Käsebrot. Wenn wir die Abkürzungen verwenden, kann das Rezept zur Zubereitung
eines belegten Brotes wie eine chemische Gleichung aufgestellt werden:
2 Bt + K ¡ Bt 2 K
Wenn Sie 10 Scheiben Brot und 7 Scheiben Käse haben, können Sie nur 5 belegte
Brote zubereiten, bevor Ihnen das Brot ausgeht. Es bleiben 2 Scheiben Käse übrig.
Die Anzahl der belegten Brote wird von der Anzahl des vorhandenen Brots begrenzt.
Eine analoge Situation tritt in chemischen Reaktionen auf, wenn einer der Reaktanten
vor den anderen verbraucht wird. Die Reaktion kommt zum Erliegen, wenn
einer der Reaktanten vollständig verbraucht ist. Von den anderen Reaktanten bleibt
ein Überschuss zurück. Nehmen Sie z.B. an, es liegt eine Mischung von 10 mol H 2
und 7 mol O 2 vor, die zu Wasser reagieren:
2 H 2 (g) + O 2 (g) ¡ 2 H 2 O(g)
Aus der Beziehung 2 mol H 2 ≏ 1 mol O 2 ergibt sich die Stoffmenge von O 2 , die für
die Reaktion mit H 2 benötigt wird:
Mol O 2 = (10 mol H 2 )¢ 1 mol O 2
≤ = 5 mol O 2
2 mol H 2
Zu Beginn der Reaktion liegen 7 mol O 2 vor, so dass 7 mol O 2 – 5 mol O 2 = 2 mol O 2
übrig bleiben, wenn das gesamte H 2 verbraucht ist. Das betrachtete Beispiel ist in
Abbildung 3.15 auf molekularer Ebene dargestellt.
Der Reaktant, der in einer Reaktion vollständig verbraucht wird, wird entweder
limitierender Reaktant oder limitierendes Reagenz genannt, weil er die Menge des gebildeten
Produkts begrenzt bzw. limitiert. Die anderen Reaktanten werden manchmal
mit Überschussreaktanten oder Überschussreagenzien bezeichnet. In unserem Beispiel
ist der limitierende Reaktant H 2 . Wenn also das gesamte H 2 verbraucht ist, kommt
die Reaktion zum Stillstand. O 2 ist ein Überschussreaktant und nach dem Erliegen
der Reaktion bleibt ein Teil des O 2 zurück.
Es gibt keine Einschränkungen für die Ausgangsmengen der Reaktanten einer Reaktion.
Viele Reaktionen werden mit einem Überschuss eines Reaktanten durchge-
vor der Reaktion
10 H 2 und 7 O 2
nach der Reaktion
10 H 2 O und 2 O 2
Abbildung 3.15: Beispiel eines limitierenden Reaktanten.
H 2 wird vollständig in der Reaktion verbraucht
und ist daher der limitierende Reaktant.
Weil am Beginn der Reaktion mehr als die stöchiometrische
Menge an O 2 vorhanden war, bleibt ein
Teil am Ende der Reaktion zurück. Die Menge des
gebildeten H 2 O hängt direkt von der Menge des
verbrauchten H 2 ab.
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