2.1 Energetik und Kinetik

Die Gleichgewichtskonstante K ist von der Temperatur abhängig.
Sie wird durch Versuche ermittelt und kann für viele Reaktionen
aus Tabellen entnommen werden.
K> 1 bedeutet, dass die Endstoffe überwiegen. K~ 1 bedeutet,
dass Ausgangs- und Endstoffe in vergleichbaren Mengen vorliegen.
K< 1 bedeutet, dass die Ausgangsstoffe überwiegen.
Diese gefundene Gesetzmäßigkeit wird als das Massenwirkungsgesetz
MWG bezeichnet. Durch Übereinkunft schreibt
man die Konzentration der Endstoffe in den Zähler und die Konzentration
der Ausgangsstoffe in den Nenner des Ausdrucks für
die Gleichgewichtskonstante.
Es muss hervorgehoben werden, dass es sich beim chemischen
Gleichgewicht um einen dynamischen Zustand
handelt: Die Gleichgewichtskonzentrationen sind konstant,
weil die Geschwindigkeiten entgegengesetzt verlaufender Reaktionen
gleich sind, und nicht, weil keine Vorgänge mehr ablaufen.
Verschiebung der Gleichgewichtslage
Die Lage des chemischen Gleichgewichtes kann durch Änderung
der Reaktionsbedingungen (z. B. Konzentration eines
Reaktionspartners, Druck bei Gasreaktionen, Reaktionstemperatur)
verschoben werden. Die An- oder Abwesenheit eines
Katalysators hat auf die Gleichgewichtslage keinen Einfluss,
da ein Katalysator die Hinreaktion und die Rückreaktion
in gleicher Weise beeinflusst. Die Zugabe eines Katalysators veranlasst
jedoch ein nicht im Gleichgewicht befindliches System,
dass es die Gleichgewichtseinstellung schneller vornimmt.
Konzentrationsänderung: Durch Erhöhung der Konzentration
eines der Ausgangsstoffe oder Erniedrigung der Konzentration
eines der Endstoffe wird das Gleichgewicht auf die Seite der
Endstoffe verschoben (v 1 > v 2). Die Gleichgewichtskonstante K
bleibt unverändert.
Druckänderung: Durch Erhöhung des Gesamtdrucks wird bei
Gasreaktionen das Gleichgewicht auf die Seite mit dem geringeren
Raumbedarf verschoben. Das kann die Seite der Ausgangsstoffe
oder Endstoffe sein, je nachdem, auf welcher Seite der
Reaktionsgleichung die Summe der Stoffmengen der Reaktionspartner
geringer ist. Die Gleichgewichtskonstante K bleibt
unverändert. Beispiel: Ammoniaksynthese (Haber – Bosch).
Temperaturänderung: Durch Temperaturerhöhung wird bei
exothermen Reaktionen das Gleichgewicht auf die Seite der Ausgangsstoffe,
bei endothermen Reaktionen auf die Seite der Endstoffe
verschoben. Die Gleichgewichtskonstante K wird verändert.
Energetik und Kinetik
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