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Erstellt am: 20. Juli 2026 um 21:33

Reaktionsquotient Q Rechner

Eingaben

Konzentration von A0,1 M
Stöchiometrischer Koeffizient a1
Konzentration von B0,2 M
Stöchiometrischer Koeffizient b1
Konzentration von C0,5 M
Stöchiometrischer Koeffizient c1
Konzentration von D1 M
Stöchiometrischer Koeffizient d0
Gleichgewichtskonstante K10

Erstellt mit OneCalc · https://onecalc.app/de/chemistry/reaction-quotient

Chemie

Reaktionsquotient Q Rechner

Berechnet den Reaktionsquotienten Q aus den aktuellen Konzentrationen und vergleicht ihn mit der Gleichgewichtskonstante K, um vorherzusagen, in welche Richtung die Reaktion aA + bB ⇌ cC + dD verläuft.

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\begin{aligned} Q &= \dfrac{[\text{C}]^{c}\,[\text{D}]^{d}}{[\text{A}]^{a}\,[\text{B}]^{b}} \\ &= \dfrac{ 0,5^{1}\,1^{0} }{ 0,1^{1}\,0,2^{1} } \\ &= ? \end{aligned}

Da Q < K, verläuft die Reaktion in Hinrichtung (nach rechts): Edukte werden verbraucht und es bildet sich mehr Produkt, bis Q auf den Wert von K ansteigt.

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Was der Reaktionsquotient aussagt

Der Reaktionsquotient Q misst die relativen Mengen an Produkten und Edukten, die zu einem beliebigen Zeitpunkt einer reversiblen Reaktion vorliegen. Er wird mit demselben Ausdruck wie die Gleichgewichtskonstante K berechnet, jedoch aus den Konzentrationen, die gerade jetzt vorliegen, und nicht aus den Konzentrationen im Gleichgewicht. Der Vergleich von Q mit K zeigt, ob eine Reaktion noch Spielraum hat, weiter nach vorne zu laufen, ob sie in Richtung Produkte überschossen ist oder ob sie sich bereits im Gleichgewicht eingependelt hat.

Der Ausdruck für den Reaktionsquotienten

Für die allgemeine Reaktion:

aA+bB⇌cC+dDa\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}

lautet der Reaktionsquotient in molaren Konzentrationen:

Qc=[C]c[D]d[A]a[B]bQ_c = \frac{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}

Die eckigen Klammern bezeichnen die aktuellen molaren Konzentrationen (mol/L), und die Exponenten sind die stöchiometrischen Koeffizienten der ausgeglichenen Gleichung. Wie bei K werden reine Feststoffe und reine Flüssigkeiten weggelassen, da ihre Konzentrationen praktisch konstant sind.

Vergleich von Q und K

Ist Q bekannt, genügt ein einziger Vergleich mit K, um die Richtung der Verschiebung vorherzusagen:

VergleichRichtung der VerschiebungBedeutung
Q < KVorwärts (nach rechts)Zu wenige Produkte; die Reaktion bildet mehr Produkt
Q = KKeine NettoverschiebungDas System ist bereits im Gleichgewicht
Q > KRückwärts (nach links)Zu viele Produkte; die Reaktion bildet Edukte zurück

Dies ist ein direkter Ausdruck des Prinzips von Le Chatelier: Das System bewegt sich stets in die Richtung, die Q näher an K bringt.

Rechenbeispiel

Betrachten wir die Reaktion A + B ⇌ C mit einer Gleichgewichtskonstante K = 10. Die aktuellen Konzentrationen seien:

[A]=0,10 M,[B]=0,20 M,[C]=0,50 M[\text{A}] = 0{,}10\ \text{M}, \quad [\text{B}] = 0{,}20\ \text{M}, \quad [\text{C}] = 0{,}50\ \text{M}

Alle Koeffizienten sind gleich 1, also:

Q=[C][A][B]=0,50(0,10)(0,20)=0,500,020=25\begin{aligned} Q &= \frac{[\text{C}]}{[\text{A}][\text{B}]} \\[6pt] &= \frac{0{,}50}{(0{,}10)(0{,}20)} \\[6pt] &= \frac{0{,}50}{0{,}020} \\[6pt] &= 25 \end{aligned}

Da Q = 25 größer als K = 10 ist, liegt mehr Produkt vor, als das Gleichgewicht zulässt. Die Reaktion verläuft in Rückrichtung, verbraucht C und bildet A und B zurück, bis Q auf 10 gesunken ist.

Eine Spezies ausschließen: Koeffizient auf null setzen

Jede Spezies mit einem stöchiometrischen Koeffizienten von 0 liefert den Faktor [X]⁰ = 1, der aus dem Ausdruck herausfällt. So lassen sich Reaktionen mit weniger als zwei Edukten oder Produkten leicht behandeln — man setzt den nicht benötigten Koeffizienten auf 0, und seine Konzentration spielt keine Rolle mehr.

Q, K und die freie Enthalpie

Der Vergleich zwischen Q und K ist auch mit der Thermodynamik der Reaktion verknüpft. Die Beziehung

ΔG=ΔG∘+RTln⁡Q\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q

zeigt, dass bei Q < K die freie Enthalpieänderung ΔG negativ ist und die Hinreaktion freiwillig abläuft; bei Q > K ist ΔG positiv und die Rückreaktion ist begünstigt; und bei Q = K ist ΔG = 0 und das System befindet sich im Gleichgewicht. Der Reaktionsquotient ist damit die Brücke zwischen gemessenen Konzentrationen und der Triebkraft einer Reaktion.

Häufige Fehler

Q muss mit Konzentrationen in denselben Einheiten berechnet werden, die zur Definition von K verwendet wurden — üblicherweise mol/L für Qc oder Partialdrücke für Qp. Einheiten zu vermischen, das Potenzieren jeder Konzentration mit ihrem stöchiometrischen Exponenten zu vergessen oder reine Feststoffe und Flüssigkeiten einzubeziehen, sind die häufigsten Fehler. Da Q vom aktuellen Zustand und K nur von der Temperatur abhängt, kann eine Reaktion mit festem K je nach den gerade vorliegenden Konzentrationen ein Q über, unter oder gleich K aufweisen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lautet die Formel für den Reaktionsquotienten Q?

Für die allgemeine Reaktion aA + bB ⇌ cC + dD gilt Q = ([C]^c · [D]^d) / ([A]^a · [B]^b), wobei die eckigen Klammern die aktuellen molaren Konzentrationen und die Exponenten die stöchiometrischen Koeffizienten der ausgeglichenen Gleichung bezeichnen. Der Ausdruck hat genau dieselbe Form wie die Gleichgewichtskonstante, doch die Konzentrationen werden zum betrachteten Zeitpunkt und nicht im Gleichgewicht gemessen.

Was ist der Unterschied zwischen Q und K?

Q und K haben denselben algebraischen Ausdruck, doch K verwendet Gleichgewichtskonzentrationen, während Q Konzentrationen zu einem beliebigen Zeitpunkt verwendet. K ist für eine gegebene Reaktion bei gegebener Temperatur konstant; Q ändert sich fortlaufend im Verlauf der Reaktion und ist nur dann gleich K, wenn das System das Gleichgewicht erreicht.

Wie sagt der Vergleich von Q und K die Reaktionsrichtung voraus?

Ist Q < K, sind relativ zu wenige Produkte vorhanden, sodass die Reaktion in Hinrichtung (nach rechts) verläuft und mehr Produkt bildet. Ist Q > K, sind relativ zu viele Produkte vorhanden, sodass die Reaktion in Rückrichtung (nach links) verläuft und Edukte zurückbildet. Ist Q = K, sind Hin- und Rückreaktion bereits ausgeglichen und das System befindet sich im Gleichgewicht.

Was bedeutet es, wenn Q gleich K ist?

Wenn Q = K, befindet sich das System im Gleichgewicht: Das Verhältnis der Produkt- zu den Eduktkonzentrationen entspricht bereits der Gleichgewichtskonstante, sodass keine Nettoänderung in eine der beiden Richtungen erfolgt. Hin- und Rückreaktion laufen mit gleicher Geschwindigkeit weiter und halten die Konzentrationen konstant.

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