Reaktionsquotient-Rechner

Der Reaktionsquotient Q beschreibt die momentane Zusammensetzung eines reagierenden Systems. Er hat dieselbe mathematische Form wie eine Gleichgewichtskonstante, lässt sich aber jederzeit berechnen, unabhängig davon, ob Gleichgewicht erreicht ist. Der Vergleich mit der Gleichgewichtskonstante K zeigt, in welche Richtung sich das System zum Gleichgewicht hin verändern muss. Ist Q kleiner als K, wird die Hinreaktion begünstigt; ist Q größer als K, die Rückreaktion. Sind beide gleich, liegt Gleichgewicht vor. Für die allgemeine Reaktion aA + bB ⇌ cC + dD berechnet der Rechner Q = (Aktivität von C hoch c × Aktivität von D hoch d) geteilt durch (Aktivität von A hoch a × Aktivität von B hoch b). Stöchiometrische Koeffizienten werden zu Exponenten, Produkte stehen im Zähler und Edukte im Nenner. Ein Koeffizient von null ist hilfreich, wenn das Modell nur ein Edukt oder Produkt enthält. Der zugehörige Aktivitätsterm liefert dann den Faktor eins. Thermodynamisch gehören Aktivitäten statt bloßer Konzentrationen in den Quotienten. Die Aktivität ist eine dimensionslose wirksame Konzentration bezogen auf einen Standardzustand. In verdünnten Lösungen wird die Stoffmengenkonzentration häufig als praktische Näherung verwendet. Für Gase nutzt man meist den Partialdruck geteilt durch den Standarddruck. Reine Feststoffe und reine Flüssigkeiten haben die Aktivität eins. Sie werden daher in der Formel weggelassen oder in diesem Vier-Spezies-Rechner mit einem Koeffizienten von null dargestellt. Die Form von Q hängt von den verwendeten Daten ab. Qc nutzt Konzentrationsterme, Qp dagegen Gaspartialdrücke. Die Werte hängen zusammen, sind aber im Allgemeinen nicht identisch, wenn sich die Gesamtstoffmenge der Gase bei der Reaktion ändert. Vergleichen Sie einen Quotienten immer mit der passenden Form der Gleichgewichtskonstante bei derselben Temperatur. Die Gleichgewichtskonstante ändert sich mit der Temperatur; Q ändert sich mit jeder Änderung der Gemischzusammensetzung. Dieser Rechner eignet sich für Gleichgewichtsaufgaben, die Prüfung von Laborgemischen und schnelle Richtungsvorhersagen. Gleichen Sie zuerst die Reaktionsgleichung aus, da falsche Koeffizienten die Exponenten und damit Q stark verändern können. Verwenden Sie einheitliche Standardzustandsverhältnisse, berücksichtigen Sie nur die in den Gleichgewichtsausdruck gehörenden Spezies und behalten Sie ausreichend signifikante Stellen für den Vergleich. Das numerische Ergebnis allein legt die Richtung nicht fest; dazu ist der Vergleich mit einem geeigneten K-Wert nötig.