Formelumsatz


Formelumsatz

Der Formelumsatz kennzeichnet in der Chemie Stoffmengen bei einer chemischen Reaktion. Der Formelumsatz wird insbesondere für physikalisch-chemische Daten wie Reaktionsenthalpie sowie bei der Umsatzvariablen (Reaktionslaufzahl) und der Wechselzahl verwendet. Die Einheit des Formelumsatzes ist das Mol.

Ein Formelumsatz bedeutet, dass die Menge der Edukte jeweils so viele Mol beträgt, wie die stöchiometrischen Koeffizienten der Reaktionsgleichung angeben. Korrekt spricht man dann auch vom molaren Formelumsatz.

Formelschreibweise

Für die Aufstellung der Reaktionsgleichung gilt, dass nur ganzzahlige Koeffizienten verwendet werden dürfen, die jedoch so klein wie möglich sein müssen.

$ \mathrm{2 \ H_2 + O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O} $: richtig
$ \mathrm{H_2 + \frac{1}{2} \ O_2 \longrightarrow H_2O} $: falsch, da der Koeffizient für Sauerstoff nicht ganzzahlig ist.
$ \mathrm{4 \ H_2 + 2 \ O_2 \longrightarrow 4 \ H_2O} $: falsch, da die Koeffizienten nicht so klein wie möglich sind.

Beispiele

$ \mathrm{3 \ H_2 + N_2 \longrightarrow 2 \ NH_3} $
3 Mol Wasserstoff reagieren mit einem Mol Stickstoff zu 2 Mol Ammoniak.
6 g Wasserstoff reagieren mit 28 g Stickstoff zu 34 g Ammoniak.
Wenn 6 g Wasserstoff mit 28 g Stickstoff reagieren, liegt genau ein Formelumsatz vor.

Bei vielen Reaktionen liegt bei einem Formelumsatz zumindest ein Stoff in der Menge von 1 Mol vor. Es kann aber auch sein, dass alle Stoffe in Mengen von mehr als einem Mol vorliegen:

$ \mathrm{3 \ Fe_3O_4 + 8 \ Al \longrightarrow 9 \ Fe + 4 \ Al_2O_3} $ (Thermit-Reaktion)

In diesem Beispiel liegt ein Mol Formelumsatz vor, wenn 3 Mol Eisenoxid mit 8 Mol Aluminium reagieren.

Anwendung

$ \mathrm{2 \ Na + 2 \ H_2 O \longrightarrow 2 \ NaOH + H_2} $: ΔrH0 = −285,5 kJ/mol Formelumsatz
$ \mathrm{2 \ H_2 + O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O} $: ΔrH0 = −571,6 kJ/mol Formelumsatz

Quellen und Weblinks