3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht

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1 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Massenwirkungsgesetz

2 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier

3 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Gleichgewichtslage chemischer Reaktionen kann durch Änderung der folgenden Größen beeinflußt werden:

4 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Gleichgewichtslage chemischer Reaktionen kann durch Änderung der folgenden Größen beeinflußt werden: + c oder p (Partialdrücke) der Reaktionsteilnehmer

5 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Gleichgewichtslage chemischer Reaktionen kann durch Änderung der folgenden Größen beeinflußt werden: + c oder p (Partialdrücke) der Reaktionsteilnehmer + Temperatur

6 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Gleichgewichtslage chemischer Reaktionen kann durch Änderung der folgenden Größen beeinflußt werden: + c oder p (Partialdrücke) der Reaktionsteilnehmer + Temperatur + p (Gesamtdruck), wenn sich die Gesamtstoffmenge der gasförmigen Reaktionsteilnehmer ändert.

7 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O SO3

8 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O SO3

9 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O SO3

10 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O SO3 Eine GG-Verschiebung in Richtumg des gewünschten Reaktions- produktes läßt sich also z.B. durch eine Erhöhung der Sauerstoffkon- zentration erreichen.

11 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Temperatur- und Druckabhängigkeit der Gleichgewichtslage wird qualitativ durch das Le Chateliersche Prinzip beschrieben:

12 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Die Temperatur- und Druckabhängigkeit der Gleichgewichtslage wird qualitativ durch das Le Chateliersche Prinzip beschrieben:

13 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel

14 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang

15 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang Nach Le Chatelier wird diesem Zwang durch die Rückreaktion entgegengewirkt.

16 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang Nach Le Chatelier wird diesem Zwang durch die Rückreaktion entgegengewirkt.  Verschiebung der GG-Lage in Richtung Edukte.

17 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel

18 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang

19 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang Nach Le Chatelier wird diesem Zwang durch die Hinreaktion entgegengewirkt.

20 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel Temperaturerhöhung = Zwang Nach Le Chatelier wird diesem Zwang durch die Hinreaktion entgegengewirkt.  Verschiebung der GG-Lage in Richtung Produkte.

21 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier

22 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp:

23 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp: oder, bei Annahme von teperaturunabhängiger Enthalpie DH°

24 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperatur- abhängigkeit von Kp endotherme Reaktion

25 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperatur- abhängigkeit von Kp exotherme Reaktion

26 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp

27 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp bei 300 K gilt für Kp:

28 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp bei 1000 K gilt für Kp:

29 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp bei 1000 K gilt für Kp:

30 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp bei 1000 K gilt für Kp:

31 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitave Temperaturabhängigkeit von Kp

32 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Abhängigkeit der Gleichgewichtslage von der Gesamtmolzahl

33 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Abhängigkeit der Gleichgewichtslage von der Gesamtmolzahl

34 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Abhängigkeit der Gleichgewichtslage von der Gesamtmolzahl

35 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage

36 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C:

37 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C: Die GG-Partialdrücke pCO und pCO2 in Abhängigkeit vom Gesamtdruck:

38 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C:

39 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C:

40 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C:

41 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier Quantitativer Einfluß der Druckänderung auf die GG-Lage bei 700 °C:

42 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier

43 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Das Prinzip von Le Chatelier

44 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

45 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab:

46 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab: - Wärmeübertragung

47 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab: - Wärmeübertragung - Gasvermischung

48 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab: - Wärmeübertragung - Gasvermischung Solche Vorgänge sind irreversible Prozesse

49 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab: - Wärmeübertragung - Gasvermischung Solche Vorgänge sind irreversible Prozesse. Bei irreversiblen Prozessen nimmt der Ordnungsgrad ab.

50 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Bestimmte Vorgänge laufen freiwillig nur in einer Richtung ab: - Wärmeübertragung - Gasvermischung Solche Vorgänge sind irreversible Prozesse. Bei irreversiblen Prozessen nimmt der Ordnungsgrad ab. Der Ordnungsgrad eines Stoffes oder Systems wird durch die Zustands- größe der Entropie S bestimmt.

51 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie In

52 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie In Im Gegensatz zur Enthalpie H können für die Entropie S Absolutwerte berechnet werden, denn gemäß 3. Hauptsatz der Thermodynamik gilt:

53 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie In Im Gegensatz zur Enthalpie H können für die Entropie S Absolutwerte berechnet werden, denn gemäß 3. Hauptsatz der Thermodynamik gilt:

54 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

55 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

56 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

57 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

58 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

59 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

60 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

61 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

62 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie

63 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Beispiele

64 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Beispiele

65 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Beispiele

66 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Beispiele

67 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Beispiele

68 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Entropie Wird bei einer chemischen Reaktion die Reaktionswärme DH bei der Temperatur T an die Umgebung abgegeben (DH negativ), so nimmt die Entropie der Umgebung um den Betrag zu.

69 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Die Gleichgewichtslage einer chemischen Reaktion hängt sowohl von der Reaktionsenthalpie DH als auch von der Reaktionsentropie DS ab.

70 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Die Gleichgewichtslage einer chemischen Reaktion hängt sowohl von der Reaktionsenthalpie DH als auch von der Reaktionsentropie DS ab. Eine neue Zustandsfunktion, DG, verknüpft Enthalpie und Entropie:

71 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Die Gleichgewichtslage einer chemischen Reaktion hängt sowohl von der Reaktionsenthalpie DH als auch von der Reaktionsentropie DS ab. Eine neue Zustandsfunktion, DG, verknüpft Enthalpie und Entropie: Liegen alle Reaktionsteilnehmer im Standardzustand vor, gilt:

72 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Gewinnt man bei einem chemischen Prozeß Arbeit, so kann bei isotherm (T = konst.) und isobar (p = konst.) ablaufenden chemischen Reaktionen ihr Betrag maximal DG sein.

73 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Gewinnt man bei einem chemischen Prozeß Arbeit, so kann bei isotherm (T = konst.) und isobar (p = konst.) ablaufenden chemischen Reaktionen ihr Betrag maximal DG sein. Für elektrochemische Reaktionen folgt für die maximale Arbeit: DG = zFDE° DE ist die elektromotorische Kraft (EMK)

74 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Reaktionsenthalpie Gewinnt man bei einem chemischen Prozeß Arbeit, so kann bei isotherm (T = konst.) und isobar (p = konst.) ablaufenden chemischen Reaktionen ihr Betrag maximal DG sein. Für elektrochemische Reaktionen folgt für die maximale Arbeit: DG = zFDE° DE ist die elektromotorische Kraft (EMK) Wie für die Enthalpie sind auvch Absolutwerte für die freie Enthalpie nicht meßbar. Daher werden die freien Enthalpien der Elemente in ihren Standardzuständen null gesetzt.

75 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

76 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

77 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

78 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Beispiel

79 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Bei isotherm und isobar ablaufenden chemischen Reaktionen führt der Austausch der Reaktionsenthalpie zu einer Entropieänderung der Umgebung um .

80 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Bei isotherm und isobar ablaufenden chemischen Reaktionen führt der Austausch der Reaktionsenthalpie zu einer Entropieänderung der Umgebung um . Für die Entropie des Gesamtsystems gilt:

81 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Für die Entropie des Gesamtsystems gilt:

82 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Für die Entropie des Gesamtsystems gilt:

83 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

84 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Mit Hilfe dieser GG-Bedingung läßt sich eine Beziehung zwischen Kp und DG° ableiten:

85 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Mit Hilfe dieser GG-Bedingung läßt sich eine Beziehung zwischen Kp und DG° ableiten:

86 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Bei isothermer Expansion oder Kompression eines idealen Gases gilt:

87 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

88 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

89 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

90 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

91 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Da DG° nur von der Temperatur abhängt, folgt aus dem MWG

92 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Da DG° nur von der Temperatur abhängt, folgt aus dem MWG und

93 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Da DG° nur von der Temperatur abhängt, folgt aus dem MWG und Hieraus folgt mit

94 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Für Reaktionen in Lösungen gilt entsprechend:

95 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Für elektrochemische Reaktionen gilt entsprechend:

96 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie Beispiel

97 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht
Freie Standardbildungsenthalpie

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