Reaktionsquotient-Q-Rechner
Mit Edukten bei 0,5 und 0,3 (Koeffizienten 1 und 3) und einem Produkt bei 0,2 (Koeffizient 2) ist Q gleich 0,04 geteilt durch 0,0135, also 2,962962962963. Sie geben aktuelle Konzentrationen und Koeffizienten ein und sehen jeden Schritt. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Aktuelle Konzentrationen
- 0,5, 0,3
- Reaktant-Koeffizienten
- 1, 3
- Produktkonzentrationen
- 0,2
- Produkt-Koeffizienten
- 2
- Q
- 2,962962963
- Reaktionsquotient
- 2,962962963
- Qc
- 2,962962963
- Zähler
- 0,04
Ein Reaktionsquotient-Rechner wandelt die aktuellen Konzentrationen von Reaktanten und Produkten in die einzige Massenwirkungszahl Q um, die angibt, in welche Richtung eine reversible Reaktion zum Gleichgewicht verschieben muss. Geben Sie die stöchiometrischen Koeffizienten der ausgeglichenen Gleichung und die Konzentrationen (oder Partialdrücke in konsistenten Einheiten) ein, die Sie jetzt messen oder annehmen; das Werkzeug liefert Q gleich dem Produkt der Produktkonzentrationen jeweils hoch dem Koeffizienten, geteilt durch dasselbe Produkt über die Reaktanten, plus Zähler, Nenner, eine lesbare Ausdruckszeichenkette und geordnete Substitutionschritte. Hausaufgabenprüfungen, Le-Chatelier-Argumentation, Prozessüberwachung und Unit-Tests für Chemielöser brauchen alle dasselbe deterministische Q ohne ein volles chemisches Gleichgewichtspaket.
Was der Reaktionsquotient Q bedeutet
Für eine allgemeine reversible Reaktion geschrieben a A plus b B Umkehrpfeile c C plus d D ist der Reaktionsquotient durch den Massenwirkungsausdruck definiert: Q gleich C hoch c mal D hoch d im Zähler, geteilt durch A hoch a mal B hoch b im Nenner, mit aktuellen Konzentrationen jeder Spezies statt der speziellen Gleichgewichtswerte. Sitzt das System im Gleichgewicht, heißt dieselbe algebraische Form K oder Kc (oder Kp bei Partialdrücken); der einzige Unterschied zwischen Q und K ist, ob die eingesetzten Zahlen Momentanwerte oder echte Gleichgewichtswerte sind.
Q mit K zu vergleichen ist der Standard-Richtungstest in der Allgemeinen Chemie: ist Q kleiner als K, ist die Hinreaktion begünstigt, bis Produktkonzentrationen steigen; ist Q größer als K, ist die Rückreaktion begünstigt; stimmen sie überein, ist das System bereits im Gleichgewicht. Lehrkräfte achten auf die Null-Reaktant-Ablehnung genauso wie auf die Arithmetik: ein Studierender, der Q meldet, nachdem er eine Reaktantkonzentration auf null gesetzt hat, hat den Definitionsbereich der Formel verlassen, und infinity zurückzugeben würde diesen Modellierungsfehler verbergen.
Einheiten müssen bei jeder Spezies konsistent sein — typisch Mol pro Liter für wässriges Qc, oder Bar bzw. Atmosphären für gasförmiges Qp — weil der Zahlenwert von Q diese Einheiten hoch einer Netto-Reaktionsordnung erbt; der Rechner rechnet Einheiten nicht für Sie um, er multipliziert und dividiert nur die gelieferten Zahlen nach Prüfung auf Endlichkeit und Vorzeichen.
Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen
Halten Sie jede Konzentration und jeden Koeffizienten im veröffentlichten Absolutbereich, damit Potenzen und Produkte nicht in ein nicht-endliches Q überlaufen, das der Löser ablehnen muss. Feststoffe und reine Flüssigkeiten werden üblicherweise aus Qc-Ausdrücken weggelassen — nehmen Sie sie nicht als Konzentration eins auf, außer Ihr Kurs will Aktivität eins als Faktor zeigen. Diese Seite zielt auf Personen, die nach einem Reaktionsquotient-Rechner, Qc aus Konzentrationen oder Massenwirkungs-Q online suchen; sie ist kein voller Gleichgewichtslöser, der Gleichgewichts-Molbrüche iteriert, kein Freie-Energie-Minimierer und kein Kinetik-Ratenanpasser.
Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits Konzentrationen und die ausgeglichenen Koeffizienten haben und nur Q brauchen (oder einen Q-versus-K-Vergleich, den Sie offline beenden); ist die Quelle eine Textaufgabe, extrahieren Sie zuerst die stöchiometrischen Zahlen und die Momentankonzentrationen. Roundtrip-Prüfungen sind einfach: rechnen Sie das Produkt jeder Produktkonzentration hoch ihrem Koeffizienten von Hand nach, teilen Sie durch dasselbe Produkt über Reaktanten, bestätigen Sie Gleichheit mit dem veröffentlichten Q innerhalb derselben Zwölf-Dezimal-Rundung, und bestätigen Sie, dass expression- und steps-Zeichenketten zu dieser Arithmetik passen.
Anwendungsfälle
Hausaufgabenprüfungen für Massenwirkungs-Q
Studierende geben Koeffizienten einer ausgeglichenen Gleichung und aktuelle Konzentrationen ein und vergleichen handgeschriebenes Q, Zähler und Nenner mit einem deterministischen Ergebnis vor dem Abgeben.
Verschiebungsrichtung vor dem Gleichgewicht
Labore und Prozessmonitore berechnen Q aus Live-Konzentrationen und vergleichen es mit bekanntem K, um zu entscheiden, ob Hin- oder Rückreaktion begünstigt ist.
Unit-Tests für Chemielöser
Erzeugen Sie bekannte Mehrspezies-Q-Fälle plus bewusste Null-Reaktant-Ablehnungen für Coding-Kata-Erwartungswerte und CI-goldens.
Häufige Fragen
Was ist der Reaktionsquotient Q?
Q ist der Massenwirkungsausdruck mit aktuellen Konzentrationen: Produkt der Produktkonzentrationen jeweils hoch dem stöchiometrischen Koeffizienten, geteilt durch dasselbe Produkt über die Reaktanten. Im Gleichgewicht heißt dieselbe Form K oder Kc.
Was passiert, wenn eine Reaktantkonzentration null ist?
Der Nenner von Q ist null, daher ist Q undefiniert.
Löst dies Gleichgewichtskonzentrationen?
Nein. Es berechnet nur Q aus den gelieferten Konzentrationen und Koeffizienten. Nutzen Sie einen Gleichgewichtslöser, wenn Sie Endmolbrüche aus K und Anfangsmengen brauchen.
Muss ich Feststoffe und reine Flüssigkeiten einbeziehen?
Meist nicht. Feststoffe und reine Flüssigkeiten werden nach Konvention im Konzentrationsausdruck weggelassen. Tragen Sie sie nur dann als Faktor eins ein, wenn Ihr Kurs ausdrücklich verlangt, diese Aktivität zu zeigen.
Kann ich Partialdrücke statt Konzentrationen verwenden?
Ja, solange alle Stoffe dieselbe Einheit haben, etwa bar oder Atmosphären für ein Q in der Gasphase. Der Rechner wandelt keine Einheiten um, er multipliziert und dividiert nur die Zahlen, die Sie eingeben.
Was fange ich mit Q an, wenn ich es berechnet habe?
Vergleichen Sie es mit K bei derselben Temperatur. Liegt Q unter K, ist die Hinreaktion begünstigt, liegt es darüber, die Rückreaktion; sind beide gleich, ist die Mischung bereits im Gleichgewicht.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-quotient \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"reactant_concentrations":[0.5,0.3],"reactant_coefficients":[1,3],"product_concentrations":[0.2],"product_coefficients":[2]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-quotient", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"reactant_concentrations": [
0.5,
0.3
],
"reactant_coefficients": [
1,
3
],
"product_concentrations": [
0.2
],
"product_coefficients": [
2
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-quotient",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"reactant_concentrations": [
0.5,
0.3
],
"reactant_coefficients": [
1,
3
],
"product_concentrations": [
0.2
],
"product_coefficients": [
2
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-quotient", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"reactant_concentrations":[0.5,0.3],"reactant_coefficients":[1,3],"product_concentrations":[0.2],"product_coefficients":[2]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"reactant_concentrations":[0.5,0.3],"reactant_coefficients":[1,3],"product_concentrations":[0.2],"product_coefficients":[2]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-quotient", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"reactant_concentrations": [
0.5,
0.3
],
"reactant_coefficients": [
1,
3
],
"product_concentrations": [
0.2
],
"product_coefficients": [
2
]
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.reaction_quotient",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Limits
max_abs | 1000000000000 |
max_species | 32 |
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Wenn eine Reaktantkonzentration null ist, verschwindet der Nenner, daher gibt die API einen klaren invalid_input-Fehler statt infinity oder stillem NaN zurück. Der Pfad ist reine Arithmetik — kein Netzwerk, keine Zufallsseeds, keine Wanduhrabhängigkeit — sodass der kostenlose Browser-Läufer und die vorausbezahlte API nach fester Dezimalrundung jedes Mal dasselbe JSON zurückgeben.
Wie die API aufzurufen ist und was zurückkommt
Reaktantkonzentrationen müssen strikt positiv sein — Null- oder Nahnullwerte bei oder unter eins mal zehn hoch minus fünfzehn werden abgelehnt, weil sie den Nenner null machen. Produktkonzentrationen dürfen null sein, was korrekt Q gleich null liefert, wenn jeder Produktterm unter positivem Koeffizienten verschwindet. Koeffizienten beider Seiten müssen strikt positive stöchiometrische Zahlen sein. Senden Sie einen JSON-Körper mit vier erforderlichen nichtleeren Arrays endlicher Zahlen: reactant_concentrations (Aliase reactants, reactant_conc, reactant_c, left_concentrations), reactant_coefficients (Aliase reactant_nu, reactant_stoich, left_coefficients, reactant_coeff), product_concentrations (Aliase products, product_conc, product_c, right_concentrations) und product_coefficients (Aliase product_nu, product_stoich, right_coefficients, product_coeff). Die Länge jedes Konzentrationsarrays muss zum parallelen Koeffizientenarray passen; Absolutwerte müssen innerhalb der veröffentlichten Grenze von einer Billion bleiben, damit Zwischenpotenzen in IEEE-Doppelpräzision auf dem Worker und im Browser endlich bleiben; jede Seite ist auf zweiunddreißig Spezies begrenzt. Bei Erfolg spiegelt die Antwort gerundete Arrays, setzt Q, reaction_quotient und Qc auf denselben gerundeten Wert, numerator und denominator auf die getrennten Massenwirkungsprodukte, formula auf die symbolische Zeichenkette Q gleich Produkt der Produkte hoch nu über Produkt der Reaktanten hoch nu, expression auf eine voll substituierte geklammerte Produktzeichenkette, message auf eine kurze Zusammenfassung und steps auf ein geordnetes Array von Substitutionszeilen, die Sie in Tests oder Arbeitsblättern prüfen können. Fehlgeschlagene Validierung — fehlende Felder, leere Arrays, Längenmismatches, nicht-endliche Zahlen, negative Konzentrationen, nicht-positive Koeffizienten, Werte außerhalb absoluter Grenzen oder null Reaktantkonzentration — gibt invalid_input zurück und wird nie berechnet. Der Preis ist pauschal $0.002 pro erfolgreicher Anfrage mit Einheit item und null marginalem Stückpreis.
Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen
Bevorzugen Sie JSON-Zahlenarrays statt vorformatierter Zeichenketten, wenn Sie den Client steuern; Zahlenzeichenketten werden nur akzeptiert, wenn sie einem strengen endlichen numerischen Muster entsprechen. Beim Unterrichten kombinieren Sie klassische Beispiele: für N2 plus drei H2 Umkehrpfeile zwei NH3 mit Stickstoff null Komma fünf, Wasserstoff null Komma drei und Ammoniak null Komma zwei gilt Q gleich null Komma zwei zum Quadrat über null Komma fünf mal null Komma drei hoch drei; eine Eins-zu-eins-Isomerisierung mit gleichen Konzentrationen liefert Q gleich eins; und ein bewusster Null-Reaktant zeigt den harten invalid_input-Pfad. Fehlgeschlagene Aufgaben mit invalid_input verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben, was explorative Skripte günstig hält, wenn Lernende absichtlich eine Reaktantkonzentration auf null setzen.
Technische Fragen
Dürfen Produktkonzentrationen null sein?
Ja. Null Produktkonzentration macht den Zähler null und liefert Q = 0 bei positiven Koeffizienten — eine gültige Momentaufnahme (noch keine Produkte).
Ist der Reaktionsquotient-Rechner kostenlos?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreicher Anfrage; fehlgeschlagene Aufgaben werden nie berechnet.