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Le Chatelier-Prinzip Prinzip des kleinsten Zwangs Seminar zum anorganisch-chemischen Grundpraktikum für Studierende des Lehramts Goethe-Universität Frankfurt.

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Präsentation zum Thema: "Le Chatelier-Prinzip Prinzip des kleinsten Zwangs Seminar zum anorganisch-chemischen Grundpraktikum für Studierende des Lehramts Goethe-Universität Frankfurt."—  Präsentation transkript:

1 Le Chatelier-Prinzip Prinzip des kleinsten Zwangs Seminar zum anorganisch-chemischen Grundpraktikum für Studierende des Lehramts Goethe-Universität Frankfurt Referent: Timo Schomburg Datum:

2 Inhalt 1. Henry Louis Le Chatelier 2. Das „Prinzip vom kleinsten Zwang“ 3. Beispiel: Konzentrationsänderung 4. Beispiel: Druckänderung 5. Beispiel: Temperaturänderung 6. Haber-Bosch-Verfahren 7. Übungsaufgaben 8. Quellen Referent: Timo Schomburg2

3 1. Henry Louis Le Chatelier Henry Louis Le Chatelier * † Sohn des Bergbauingenieurs und Unternehmers Louis Le Chatelier. Entwickelte bereits in der Schulzeit ein großes Interesse für das Fach Chemie. Studierte an einer Elitehochschule für Ingenieure in Paris. Unterrichtete zwischen 1878 und 1925 das Fach Chemie an verschiedenen Hochschulen postulierte er das heutige „Prinzip vom kleinsten Zwang“. Referent: Timo Schomburg3

4 2. Das „Prinzip vom kleinsten Zwang“ Flussdelta im Sarek Nationalpark in Lappland Quelle: Referent: Timo Schomburg4

5 Beeinflussung einer Gleichgewichtslage durch: 1. Konzentrationsänderung 2. Druckänderung 3. Temperaturänderung Die Konzentrationsänderung ist gleichbedeutend mit der Änderung der Partialdrücke der Reaktionsteilnehmer. 2. Das „Prinzip vom kleinsten Zwang“ Referent: Timo Schomburg5

6 „Übt man auf ein System, das im Gleichgewicht ist, durch Druckänderung oder Temperaturänderung einen Zwang aus, so verschiebt sich das Gleichgewicht, und zwar so, dass sich ein neues Gleichgewicht einstellt, bei dem dieser Zwang vermindert ist.“ Quelle: „Allgemeine und Anorganische Chemie“, 10.Auflage, Erwin Riedel, Seite Das „Prinzip vom kleinsten Zwang“ 6Referent: Timo Schomburg

7 3. Beispiel: Konzentrationsänderung Das Massenwirkungsgesetz lautet: Durch eine Konzentrationserhöhung des Sauerstoffs wird der Umsatz von SO 2 erhöht. Das Gleichgewicht wird auf die Seite der Produkte verschoben. Referent: Timo Schomburg7 (g)

8 3. Beispiel Konzentrationsänderung  Das „Prinzip des kleinsten Zwangs“ beschreibt Änderungen an einem chemischen Gleichgewicht auf qualitative Weise.  Das MWG ermöglicht jedoch eine quantitative Bestimmung im Falle einer Konzentrationsänderung. Referent: Timo Schomburg8

9 3. Beispiel: Konzentrationsänderung Entfernt man nun auf Seiten der Produkte das immer neu entstehende CO 2 -Gas, so verschiebt sich das Gleichgewicht auf diese Seite. Bei erhöhter Temperatur kann die Umwandlung von CaCO 3 zu CaO sogar vollständig erfolgen, wenn das CO 2 -Gas stetig entfernt wird. Referent: Timo Schomburg9

10 4. Beispiel: Druckänderung 2 Mol1 Mol2 Mol Es reagieren 3 Mol verschiedener Gase zu 2 Mol eines Gases. Das Molvolumen eines Gases (Standardbedingungen): 22,4 l/mol Durch Druckerhöhung wird die „volumenärmere“ Seite der Reaktion begünstigt, somit verschiebt sich das Gleichgewicht dorthin. Referent: Timo Schomburg10

11 5. Beispiel: Temperaturänderung Wenn eine Temperaturänderung erfolgt, so versucht das System auszuweichen. Da es sich hier um eine endotherme Reaktion handelt, wird Wärme zugeführt um das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte zu verschieben. Referent: Timo Schomburg11

12 5. Beispiel: Temperaturänderung Quelle: „Allgemeine und Anorganische Chemie“, 10.Auflage, Erwin Riedel, Seite 169, Abb Referent: Timo Schomburg12

13 6. Haber-Bosch-Verfahren Es handelt sich hierbei um eine exotherme Reaktion. Wie könnte eine solche Reaktion mit Hilfe des „Prinzip vom kleinsten Zwang“ begünstigt werden? Durch Kühlen. Jedoch wäre eine zusätzliche Kühlung unter Beachtung des kinetischen Aspekts, der Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel), für eine industrielle Nutzung nicht praktikabel, da die Reaktion viel zu langsam ablaufen würde. Referent: Timo Schomburg13

14 6. Haber-Bosch-Verfahren Quelle: „Chemie“, Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Seite 288, Abb Referent: Timo Schomburg14

15 6. Haber-Bosch-Verfahren Quelle: Referent: Timo Schomburg15 Video wurde aufgrund der Größe entfernt, wird jedoch während des Referats gezeigt. Zu finden ist es unter dem unten stehenden Link. Es zeigt ein von der BASF angewandte Methode der Ammoniaksynthese. Das Video wird nur zur Hälfte gezeigt (die Aufbereitung von H 2 und N 2 wird ausgelassen).

16 6. Haber-Bosch-Verfahren Durch Druckerhöhung wird die Entstehung der Produkte begünstigt. 1 Mol + 3 Mol  2 Mol Der Katalysator begünstigt nur die Reaktionsgeschwindigkeit hat aber keinen Einfluss auf das Gleichgewicht. Er wird nicht verbraucht. Referent: Timo Schomburg16

17 6. Haber-Bosch-Verfahren Referent: Timo Schomburg17 Quelle: „Allgemeine und Anorganische Chemie“, 10.Auflage, Erwin Riedel, Seite 168

18 7. Übungsaufgaben Referent: Timo Schomburg18 Quelle: „Chemie“, Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Seite 289

19 7. Übungsaufgaben Referent: Timo Schomburg19 Quelle: „Chemie“, Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Seite 289

20 Referent: Timo Schomburg20

21 Quellen  „Allgemeine und Anorganische Chemie“, 10.Auflage, Erwin Riedel, Seite 164 ff.  „Chemie“, Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Seite 286 ff.  guide.de/files/images/Schweden_Flussdelta.jpg (Stand ) guide.de/files/images/Schweden_Flussdelta.jpg  (Stand ) Referent: Timo Schomburg21


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