Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 11-13, G-Niveau

Reaktionsausbeute - Chemie

Die Reaktionsausbeute zeigt, welcher Anteil der theoretisch maximal möglichen Produktmenge bei einer chemischen Reaktion tatsächlich gewonnen wird. Du brauchst sie, um Experimente auszuwerten, Synthesen zu vergleichen und Materialverluste zu erkennen. Dieser aiMOOC richtet sich an den Chemieunterricht in der Schule und verbindet Stöchiometrie, Stoffmenge, Molare Masse und experimentelles Arbeiten.

Einleitung

Bei einer ideal gedachten Reaktion würden alle Teilchen des limitierenden Edukts vollständig zum gewünschten Produkt reagieren. Im Labor liegt die gewonnene Produktmenge jedoch meistens darunter. Gründe sind beispielsweise unvollständige Reaktionen, Nebenreaktionen oder Verluste beim Filtrieren, Umfüllen und Trocknen.

Die Reaktionsausbeute wird meist in Prozent angegeben. Eine hohe Ausbeute bedeutet, dass ein großer Anteil der theoretisch möglichen Produktmenge erhalten wurde. Sie sagt allein aber noch nichts über die Reinheit des Produkts aus.

Zentrale Begriffe

Edukt: Ausgangsstoff einer chemischen Reaktion
Produkt: Stoff, der bei der Reaktion entsteht
Theoretische Ausbeute: maximal berechenbare Produktmenge
Tatsächliche Ausbeute: experimentell gewonnene und bestimmte Produktmenge
Limitierendes Edukt: Edukt, das die maximal mögliche Produktmenge begrenzt
Prozentuale Ausbeute: Verhältnis von tatsächlicher zu theoretischer Produktmenge in Prozent

Grundformel der Reaktionsausbeute

Mit der Erweiterung Math lässt sich die prozentuale Ausbeute so darstellen:

$η = \frac{n_{r e a l}}{n_{t h e o r e t i s c h}} \cdot 100 %$

Für dasselbe Produkt kann auch mit Massen gerechnet werden:

$η = \frac{m_{r e a l}}{m_{t h e o r e t i s c h}} \cdot 100 %$

Dabei steht $η$ für die Reaktionsausbeute. Die Größen im Zähler und Nenner müssen sich auf dasselbe Produkt und dieselbe Einheit beziehen.

Theoretische Ausbeute berechnen

Die theoretische Produktmenge folgt aus der ausgeglichenen Reaktionsgleichung. Ein sicherer Rechenweg besteht aus fünf Schritten:

Reaktionsgleichung: Stelle die Reaktionsgleichung auf und gleiche sie aus.
Stoffmenge: Wandle gegebene Massen mit $n = \frac{m}{M}$ in Stoffmengen um.
Stoffmengenverhältnis: Nutze die stöchiometrischen Koeffizienten.
Limitierendes Edukt: Prüfe bei mehreren Edukten, welches zuerst verbraucht wäre.
Produktausbeute: Berechne die theoretische Produktmenge und vergleiche sie mit dem Messwert.

Limitierendes Edukt und Überschuss

Das limitierende Edukt bestimmt, wie viel Produkt höchstens entstehen kann. Ein anderes Edukt kann im Überschuss vorliegen und nach Reaktionsende teilweise übrig bleiben. Deshalb darfst Du die theoretische Ausbeute nicht automatisch aus der größten eingesetzten Masse berechnen.

Beispielrechnung: Calciumoxid aus Calciumcarbonat

Beim Erhitzen zerfällt Calciumcarbonat:

$C a C O_{3} ⟶ C a O + C O_{2}$

Gegeben sind 10,0 g Calciumcarbonat. Tatsächlich werden 5,04 g Calciumoxid erhalten.

Die molare Masse von Calciumcarbonat beträgt gerundet 100,09 g/mol.
Die Stoffmenge beträgt $n (C a C O_{3}) = \frac{10,0 g}{100,09 g / m o l} = 0,0999 m o l$ .
Das Stoffmengenverhältnis von Calciumcarbonat zu Calciumoxid ist 1 zu 1.
Theoretisch entstehen $m (C a O) = 0,0999 m o l \cdot 56,08 g / m o l = 5,60 g$ .
Die Ausbeute beträgt $η = \frac{5,04 g}{5,60 g} \cdot 100 % = 90,0 %$ .

Das Ergebnis bedeutet: Von der theoretisch möglichen Masse an Calciumoxid wurden 90,0 Prozent tatsächlich erhalten.

Warum liegt die Ausbeute oft unter 100 Prozent?

Eine geringere Ausbeute kann mehrere Ursachen haben. Die Reaktion kann vorzeitig stoppen oder ein chemisches Gleichgewicht erreichen. Außerdem können Nebenprodukte entstehen. Bei der Aufarbeitung gehen Produktanteile an Filterpapier, Glasgeräten oder Lösungsmitteln verloren. Auch unvollständiges Fällen, Waschen oder Trocknen verändert das Ergebnis.

Experimentelle Aufarbeitung

Zur tatsächlichen Ausbeute zählt in der Regel das Produkt, das nach der Reaktion isoliert und bestimmt wurde. Typische Arbeitsschritte sind Filtrieren, Waschen, Trocknen und Wiegen. Jeder Schritt kann die gemessene Produktmasse beeinflussen.

Ausbeute über 100 Prozent

Ein Messwert über 100 Prozent bedeutet nicht, dass mehr reines Produkt entstanden ist, als stöchiometrisch möglich wäre. Häufig ist das Produkt noch feucht, enthält Verunreinigungen oder wurde mit einem falschen Tara- beziehungsweise Leerwert gewogen. Auch Mess- und Rechenfehler kommen infrage. Prüfe deshalb Produktreinheit, Trocknung und Messprotokoll.

Ausbeute und Reinheit unterscheiden

Ausbeute beschreibt, wie viel Produkt erhalten wurde. Reinheit beschreibt, welcher Anteil der Probe tatsächlich aus dem gewünschten Stoff besteht. Eine große, aber verunreinigte Produktmasse kann eine scheinbar hohe Ausbeute liefern. Für eine faire Bewertung müssen deshalb Ausbeute und Reinheit getrennt betrachtet werden.

Mehrstufige Synthesen

Bei mehreren Reaktionsschritten werden die Teilausbeuten als Dezimalzahlen multipliziert. Drei Schritte mit 80 Prozent, 75 Prozent und 90 Prozent ergeben:

$η_{g e s a m t} = 0,80 \cdot 0,75 \cdot 0,90 = 0,54 = 54 %$

Auch recht gute Einzelausbeuten können also zu einer deutlich kleineren Gesamtausbeute führen. Kurze Synthesewege und verlustarme Aufarbeitungen sind deshalb besonders wichtig.

Bedeutung für Umwelt und Technik

Eine hohe und zugleich selektive Ausbeute spart Rohstoffe, Energie und Aufarbeitungsschritte. Sie kann Abfallmengen verringern und Prozesse wirtschaftlicher machen. Für eine nachhaltige Bewertung sind zusätzlich Energiebedarf, Gefährlichkeit der Stoffe, Lösungsmittelverbrauch und Verwertbarkeit von Nebenprodukten zu beachten. Damit ist die Reaktionsausbeute ein wichtiger, aber nicht der einzige Maßstab der Grünen Chemie.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was beschreibt die prozentuale Reaktionsausbeute? (Das Verhältnis von tatsächlicher zu theoretischer Produktmenge) (!Die Reaktionszeit geteilt durch die Temperatur) (!Die Reinheit eines Edukts) (!Die Zahl aller Atome im Reaktionsgefäß)

Welche Größe begrenzt die theoretisch mögliche Produktmenge? (Das limitierende Edukt) (!Das schwerste Produkt) (!Das größte Laborgefäß) (!Die längste Reaktionszeit)

Welche Formel dient zur Berechnung der Stoffmenge aus Masse und molarer Masse? (Stoffmenge gleich Masse geteilt durch molare Masse) (!Stoffmenge gleich Masse mal molare Masse) (!Stoffmenge gleich molare Masse geteilt durch Masse) (!Stoffmenge gleich Volumen plus Masse)

Was ist die theoretische Ausbeute? (Die maximal berechenbare Produktmenge) (!Die nach dem Versuch gewogene Produktmenge) (!Die Masse aller eingesetzten Geräte) (!Die Dauer der chemischen Reaktion)

Was kann eine Ausbeute unter 100 Prozent verursachen? (Produktverluste beim Filtrieren) (!Eine korrekt ausgeglichene Reaktionsgleichung) (!Die Verwendung der Einheit Mol) (!Das Ablesen der molaren Masse)

Was deutet eine scheinbare Ausbeute über 100 Prozent häufig an? (Ein feuchtes oder verunreinigtes Produkt) (!Eine Verletzung der Massenerhaltung) (!Eine vollständig fehlende Produktprobe) (!Ein immer perfektes Experiment)

Welche Aussage unterscheidet Ausbeute und Reinheit richtig? (Ausbeute beschreibt die Menge und Reinheit die Zusammensetzung) (!Ausbeute und Reinheit sind immer identisch) (!Reinheit beschreibt nur die Reaktionszeit) (!Ausbeute beschreibt nur die Farbe)

Wie werden Teilausbeuten einer mehrstufigen Synthese verknüpft? (Sie werden als Dezimalzahlen multipliziert) (!Sie werden immer addiert) (!Sie werden voneinander abgezogen) (!Sie werden durch die Zahl der Edukte geteilt)

Was muss vor einer stöchiometrischen Rechnung vorliegen? (Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung) (!Eine möglichst große Produktprobe) (!Ein farbiges Reaktionsgefäß) (!Eine Ausbeute über 100 Prozent)

Warum ist eine hohe Ausbeute technisch interessant? (Sie kann Rohstoffverbrauch und Abfall verringern) (!Sie macht jede Reaktion ungefährlich) (!Sie ersetzt die Bestimmung der Reinheit) (!Sie verhindert grundsätzlich Nebenprodukte)

Memory

Theoretische Ausbeute	Maximal berechenbare Produktmenge
Tatsächliche Ausbeute	Experimentell erhaltene Produktmenge
Limitierendes Edukt	Begrenzt die Produktbildung
Überschuss	Nach Reaktionsende teilweise vorhanden
Molare Masse	Masse eines Mols
Nebenreaktion	Bildet unerwünschte Stoffe
Reinheit	Anteil des Zielstoffs in einer Probe
Gesamtausbeute	Produkt aller Teilausbeuten

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Bedeutung
Theoretische Produktmenge	wird aus der Reaktionsgleichung berechnet
Reale Produktmenge	wird im Experiment bestimmt
Limitierendes Edukt	ist zuerst vollständig verbraucht
Produktverlust	kann beim Filtrieren oder Umfüllen auftreten
Verunreinigung	kann eine scheinbar zu hohe Ausbeute verursachen

Kreuzworträtsel

Ausbeute	Wie heißt das Verhältnis von realer zu theoretischer Produktmenge?
Edukte	Wie heißen die Ausgangsstoffe einer Reaktion?
Produkt	Wie heißt ein bei der Reaktion entstehender Stoff?
Stoffmenge	Welche Größe wird in Mol angegeben?
Waage	Welches Gerät bestimmt die Masse?
Nebenreaktion	Welcher Vorgang erzeugt unerwünschte weitere Stoffe?

LearningApps

Lückentext

Die Reaktionsausbeute vergleicht die tatsächliche mit der

Produktmenge. Die maximal mögliche Menge wird aus der ausgeglichenen

berechnet. Bei mehreren Ausgangsstoffen bestimmt das

Edukt die Produktmenge. Eine Masse wird mit der molaren Masse in die

umgerechnet. Produkt kann beim Filtrieren oder

verloren gehen. Ein noch feuchter Feststoff kann eine scheinbar zu

Ausbeute ergeben. Ausbeute und

müssen getrennt bewertet werden. Bei einer mehrstufigen Synthese werden die Teilausbeuten

.

Offene Aufgaben

Leicht

Begriffsnetz Reaktionsausbeute: Gestalte ein Begriffsnetz mit Edukt, Produkt, theoretischer Ausbeute, tatsächlicher Ausbeute und Reinheit.
Rechenkarte Ausbeute: Erstelle eine Lernkarte mit Grundformel, Einheiten und einem selbst gewählten Zahlenbeispiel.
Fehlerdetektiv Chemielabor: Sammle vier typische Ursachen für Produktverluste und ordne sie dem Reaktions- oder Aufarbeitungsschritt zu.
Versuchsprotokoll prüfen: Markiere in einem Beispielprotokoll alle Angaben, die zur Berechnung der Ausbeute benötigt werden.

Standard

Ausbeuteberechnung: Entwickle eine vollständige Schulaufgabe mit Reaktionsgleichung, theoretischer Masse, realer Masse und Lösung.
Limitierendes Edukt Modell: Stelle mit verschiedenfarbigen Bausteinen dar, welches Edukt eine Produktmenge begrenzt.
Trocknungsexperiment: Plane einen sicheren Modellversuch, der zeigt, warum ein feuchtes Produkt eine zu große Masse vortäuscht.
Medienerklärung Chemie: Produziere ein zweiminütiges Erklärvideo zur Unterscheidung von Ausbeute und Reinheit.

Schwer

Mehrstufige Synthese analysieren: Berechne und vergleiche die Gesamtausbeuten zweier Synthesewege mit unterschiedlich vielen Schritten.
Nachhaltigkeitsvergleich: Bewerte zwei Reaktionswege nach Ausbeute, Energiebedarf, Abfall und Gefährlichkeit der Stoffe.
Messunsicherheit untersuchen: Entwickle eine Rechnung, die zeigt, wie eine Unsicherheit der Waage die berechnete Ausbeute beeinflusst.
Interview Chemische Produktion: Befrage eine Fachperson aus Labor, Apotheke oder Industrie zur Bedeutung von Ausbeute und Produktreinheit.

Lernkontrolle

Rechenweg begründen: Erkläre, warum die theoretische Ausbeute aus dem limitierenden Edukt und nicht aus dem Edukt im Überschuss berechnet wird.
Fehleranalyse: Eine Lerngruppe erhält 108 Prozent Ausbeute. Entwickle mindestens drei prüfbare Erklärungen und eine sinnvolle Reihenfolge der Kontrollen.
Syntheseentscheidung: Vergleiche einen zweistufigen Weg mit je 75 Prozent Ausbeute und einen dreistufigen Weg mit je 85 Prozent Ausbeute. Begründe, welcher Weg hinsichtlich der Gesamtausbeute günstiger ist.
Transfer auf den Alltag: Übertrage das Prinzip von theoretischem Maximum und realem Ergebnis auf einen nichtchemischen Prozess und benenne Grenzen des Vergleichs.
Nachhaltige Optimierung: Schlage Maßnahmen vor, die die isolierte Ausbeute erhöhen könnten, ohne Sicherheit oder Produktreinheit zu verschlechtern.
Datenbewertung: Beurteile, ob zwei Versuchsergebnisse allein anhand ihrer Prozentwerte vergleichbar sind, und nenne zusätzlich benötigte Informationen.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du:

eine Reaktionsgleichung korrekt ausgleichst,
Massen und Stoffmengen sicher umrechnest,
das limitierende Edukt bestimmst,
die theoretische Produktmenge berechnest,
die prozentuale Reaktionsausbeute korrekt angibst,
Ausbeute und Reinheit unterscheidest,
Abweichungen experimentell begründest,
Teilausbeuten zu einer Gesamtausbeute verknüpfst,
Rechenweg, Einheiten und Rundung nachvollziehbar dokumentierst.

OERs zum Thema

Verknüpfte Lernbereiche

Reaktionsausbeute - Chemie

aiMOOC-Projekte

Schulfach+

Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.