Massenwirkungsgesetz Chemisches Gleichgewicht

Präsentation zum Thema: "Massenwirkungsgesetz Chemisches Gleichgewicht"—  Präsentation transkript:

1 Massenwirkungsgesetz Chemisches Gleichgewicht
Massenwirkungsgesetz Chemisches Gleichgewicht AC I Seminar Ilda Sokolovic Herr Dr. Fink

2 Gliederung Chemisches Gleichgewicht
Herleitung des Massenwirkungsgesetz Gleichgewichtskonstanten Kp, Kc Bezeichnung „Massenwirkungsgesetz“ AC I Seminar - Ilda Sokolovic

3 Chemisches Gleichgewicht
Beispiel: Haber-Bosch-Verfahren N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) 2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g) N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g) Homogene Reaktion Reversible Reaktionen werden durch einen „Gleichgewichtspfeil“ ⇌ zum Ausdruck gebracht Dynamischer Gleichgewichtszustand: vh = vr AC I Seminar - Ilda Sokolovic

4 Herleitung Massenwirkungsgesetz
A + B ⇌ C + D Reaktionsgeschwindigkeit: Änderung der Stoffmengenkonzentration pro Zeit 𝑣ℎ=𝑘ℎ∙𝑐 𝐴 ∙𝑐(𝐵) 𝑣𝑟 =𝑘𝑟∙𝑐 𝐶 ∙𝑐(𝐷) 𝑣ℎ=𝑣𝑟 𝑘ℎ⋅𝑐(𝐴)⋅𝑐(𝐵)=𝑘𝑟⋅𝑐(𝐶)⋅𝑐(𝐷) 𝐾𝑐 = 𝑘ℎ 𝑘𝑟 = 𝑐 𝐶 ∙ 𝑐(𝐷) 𝑐 𝐴 ∙ 𝑐(𝐵) AC I Seminar - Ilda Sokolovic

5 Allgemeines Massenwirkungsgesetz
𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 + …. ⇌ 𝑥𝑋 + 𝑦𝑌 + … Kc = c^x(X) ⋅ c^y(Y) ⋅ … / c^a(A) ⋅ c^b(B) ⋅ … Reaktionsquotient = Q Q < K: Verbrauch Edukte, Bildung der Produkte bis Reaktion im GG Q = K: Reaktion im GG Q > K: Verbrauch der Produkte, Bildung der Edukte bis Reaktion im GG AC I Seminar - Ilda Sokolovic

6 Interpretation der Gleichgewichtskonstante
Kc ist temperaturabhängig und unabhängig von Druck, Stoffmenge und Katalysatorzusatz! Kc << 1: Reaktion läuft nahezu nicht ab Kc = 1: c(Produkte) = c(Edukte) Kc >> 1: Reaktion läuft nahezu vollständig ab AC I Seminar - Ilda Sokolovic

7 Beispiel 4HCl(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g) + 2Cl2(g)
Kc= c^2(H2O)*c^2(Cl2) / c^4(HCl)*c(O2) AC I Seminar - Ilda Sokolovic

8 Beispiel: H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
Kc = c²(HI) / c(H2)*c(I2) = 54,5 bei 425°C AC I Seminar - Ilda Sokolovic

9 Gleichgewichtskonstante Kp
Der Partialdruck eines Gases ist proportional zu seiner Stoffmengenkonzentration Ideales Gasgesetz: pV=nRT P=n/V*RT=cRT a A(g) + bB(g) + …. ⇌ xX(g) + y Y(g) + … Kp=p^x(X)*p^z(Z)/p^a(A)*p^b(B) AC I Seminar - Ilda Sokolovic

10 Bezeichnung „Massenwirkungsgesetz“
Stoffmengenkonzentration c wurde früher als „wirkende Masse“ bezeichnet Konzentration entspricht nicht der Masse! Zusammenhang von Stoffmenge und Masse: n=m/M Masse ist für jede Verbindung spezifisch und unterschiedlich AC I Seminar - Ilda Sokolovic

11 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!
AC I Seminar - Ilda Sokolovic

12 Quelle E. Riedel, C. Janiak: Anorganische Chemie. de Gruyter, Berlin - New York, 8. Auflage C. E. Mortimer, U. Müller: Chemie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York, 11. Auflage AC I Seminar - Ilda Sokolovic