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Das chemische Gleichgewicht
Das chemische Gleichgewicht
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Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Viele Reaktionen laufen unvollständig ab!
Auch nach „unendlich“ langer Zeit haben nicht alle Edukte vollständig reagiert. Die Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer ändern sich nicht. WIE LASSEN SICH DIESE EXPERIMENTELL ERMITTELTEN DATEN IM TEILCHENMODELL ERKLÄREN??
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Ägypten, 1798-1801 Rosetta-Stein Claude-Louis Berthollet
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Charakteristika von chemischen Reaktionen
Stoffumwandlung Energieumsatz Umkehrbarkeit
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Charakteristika von chemischen Reaktionen im Teilchenmodell betrachtet
Stoffumwandlung: Teilchen gruppieren sich neu. Das geschieht, wenn sie genügend heftig und richtig orientiert aufeinandertreffen. Energieumsatz: Energieaufwand um Teilchenverbände zu lösen; wenn Verbände gebildet werden, wird Energie frei. Umkehrbarkeit: „neue“ Gruppierung von Teilchen verändert sich durch erneutes Zusammentreffen wieder zur „alten“ Gruppierung.
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Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Hin- und Rückreaktion laufen ab!
Im „Gleichgewicht“ befindet sich eine Reaktion, wenn Hin- und Rückreaktion gleich schnell ablaufen. Excel-Datei A + B C + D
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Ein Gleichgewicht stellt sich ein
Ein Gleichgewicht stellt sich ein
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Hin- und Rückreaktion Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Das Massenwirkungsgesetz
„wirksame Masse“ = Konzentration (veraltet) Reaktionsgleichung: a A + b B x X + z Z Massen- wirkungsgesetz:
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Interpretation von Ausgangssituation: Alle Stoffe im stöchiometrischen Verhältnis gemischt (a A und b B und x X und z Z in einem geschlossenen System). Bildet sich nun a) viel Produkt: dann ist K gross, „das Gleichgewicht liegt auf Produktseite“ b) viel Edukt: dann ist K klein, „das Gleichgewicht liegt auf Eduktseite“
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Beeinflussen der Gleichgewichtslage
Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Zugabe eines Edukts Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Zugabe eines Edukts: Beispielrechnung
A + B C, K=0.15 Gleichgewicht 1: 10 A + 20 B 30 C Zugabe von 168A: Neues Ggw stellt sich ein: 160 A + 2 B 48 C Wenn ein teuer Stoff möglichst vollständig reagieren soll, gibt man den Reaktionspartner „im Überschuss“ zu.
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Entzug eines Produkts z.B. Produkt abdestillieren; Produkt ausfrieren; Produkt in Lösemittel lösen ... Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Temperaturveränderung
Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Wie geht das? Wärmezufuhr begünstigt die endotherme Reaktion
Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Wie geht das? Abkühlen begünstigt die exotherme Reaktion
Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Temperaturabhängigkeit
2 NO2 (g) N2O4 (g) braun farblos Hinreaktion: exotherm Rückreaktion: endotherm
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Druckabhängigkeit Hain, K. et al. Chemie macchiato, Pearson Studium 2007
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Druck- abhängigkeit 2 NO2 (g) N2O4 (g)
Folie von S. Stieger, Kanti Solothurn
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Ammoniaksynthese N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)
Die Hinreaktion ist exotherm. Wie wirken sich Änderungen von Druck und Temperatur auf die Gleichgewichtslage aus?
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Ammoniakbildung in Abhängigkeit von Druck und Temperatur
Folie von S. Stieger, Kanti Solothurn
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Ammoniak-Synthese H N H N H H H H H N H N N H H H H H H N H H H H H N
Fe-Katalysator H H N H N N H H H H H H N H H H H H N N H H H H H N N H H H H H H N N H H H Folie von S. Stieger, Kanti Solothurn
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