Das momentane Verhältnis der Aktivitäten (oder Konzentrationen) der Produkte zu denen der Edukte, jeweils potenziert mit den stöchiometrischen Koeffizienten einer Reaktion; eine zustandsabhängige Größe der Zusammensetzung, die mit der Gleichgewichtskonstanten verglichen werden kann.

Prinzip

Für aA + bB ⇌ cC + dD definiert man Q = (a_C^c a_D^d)/(a_A^a a_B^b) unter Verwendung der Aktivitäten a_i (oder der Konzentrationen für ideale Lösungen); Q zeigt an, in welche Richtung die Reaktion gegenüber der Gleichgewichtskonstanten K verlaufen wird.

Demonstration

Für N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 gilt: wenn zu einem Zeitpunkt [NH3]^2/[N2][H2]^3 = 0,1 und K_eq = 0,5, dann ist Q=0,1

Fehlanwendung

Konzentrationen in nicht-idealen, konzentrierten Lösungen ohne Aktivitätskorrektur direkt als Q zu verwenden oder Q mit einer bei anderer Temperatur bzw. anderem Standardzustand gemessenen K‑Wert zu vergleichen.

Konsequenz

Ist QK, verläuft sie rückwärts; bei Q=K befindet sich das System im chemischen Gleichgewicht für die gegebene Temperatur und den Druck.

Umkehrung

Die Gleichgewichtskonstante K ist der Spezialfall des Reaktionsquotienten, ausgewertet im Gleichgewicht; die Umkehrung der Reaktion entspricht der Inversion der Formel für Q (und K).

Abgrenzung

Gilt für chemische Gleichgewichte, bei denen Aktivitäten (oder entsprechend korrigierte Konzentrationen) definiert sind; schließt reine kinetische Beschreibungen und schlecht gemischte Systeme ohne wohldefinierte thermodynamische Aktivitäten aus.

Semantische Spannung

Wird gelegentlich mit Reaktionsrate oder Reaktionsfortschritt verwechselt; Q ist ein Zusammensetzungsvergleich zum Gleichgewicht, keine Geschwindigkeitsgleichung noch ein expliziter zeitabhängiger Fortschrittsparameter an sich.

Synthese

Der Reaktionsquotient ist das zusammensetzungsabhängige Verhältnis der Aktivitäten der Produkte zu denen der Edukte, potenziert mit den stöchiometrischen Koeffizienten, und dient zur Bestimmung der momentanen thermodynamischen Reaktionsrichtung gegenüber dem Gleichgewicht.