3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

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

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:

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

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

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.

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O2 SO3

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O2 SO3

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O2 SO3

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Prinzip von Le Chatelier Beispiel : SO2 + 0,5 O2 SO3 Eine GG-Verschiebung in Richtumg des gewünschten Reaktions- produktes läßt sich also z.B. durch eine Erhöhung der Sauerstoffkon- zentration erreichen.

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:

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:

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

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

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.

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.

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

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

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.

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.

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

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

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°

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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

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

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

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

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

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

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

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.

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.

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie In

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:

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:

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie Beispiele

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie Beispiele

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie Beispiele

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie Beispiele

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Entropie Beispiele

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.

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.

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:

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:

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.

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)

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.

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie Beispiel

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 .

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:

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

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

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

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:

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:

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

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie

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

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

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

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

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

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie Beispiel

3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Freie Standardbildungsenthalpie