Umkehrbare Reaktionen – Hin- und Rückreaktion
Das lernst du
- Ich beschreibe die Umkehrbarkeit von Reaktionen und die Merkmale des dynamischen Gleichgewichts.
- Ich formuliere das Massenwirkungsgesetz und deute die Gleichgewichtskonstante K.
- Ich berechne Gleichgewichtskonzentrationen mit dem Massenwirkungsgesetz für Reaktionen mit Δν = 0, auch bei der Estersynthese.
- Ich beschreibe die Temperaturabhängigkeit von K und ihren Einfluss auf die Gleichgewichtslage.
- Ich sage mit dem Prinzip von Le Chatelier die Wirkung von Konzentration, Druck und Katalysator voraus.
- Ich leite das Massenwirkungsgesetz aus den Geschwindigkeiten von Hin- und Rückreaktion her (Leistungskurs).
- Ich erkläre die säurekatalysierte Estersynthese mechanistisch und die Rolle des Katalysators (Leistungskurs).
- Ich wende das Massenwirkungsgesetz auf das Haber-Bosch-Verfahren an (Leistungskurs).
- Ich beschreibe das Löslichkeitsgleichgewicht mit dem Löslichkeitsprodukt und die konduktometrische Fällungstitration (Leistungskurs).
Merksätze
Im Gleichgewicht laufen Hin- und Rückreaktion gleich schnell weiter.
Die Konzentrationen sind konstant, aber nicht gleich.
K = Produkte durch Edukte, Koeffizienten als Exponenten.
K größer als 1: Produkte überwiegen. K sagt nichts über die Geschwindigkeit.
Bei Δν = 0 kürzt sich das Volumen heraus.
Ansatz: Menge gleich Anfang plus oder minus x, dann nach x lösen.
K hängt nur von der Temperatur ab.
Erwärmen begünstigt die endotherme Richtung, Abkühlen die exotherme.
Das System weicht dem Zwang aus.
Mehr Edukt verschiebt zu den Produkten, mehr Druck zur Seite mit weniger Gasteilchen.
Im Gleichgewicht gilt v(hin) = v(rück), daraus folgt K = k(hin) : k(rück).
Gleich sind die Geschwindigkeiten, nicht die Konzentrationen.
Die Säure protoniert die Carbonylgruppe, der Alkohol greift an, Wasser wird abgespalten.
Die Lage ändert sich nicht.
Hoher Druck und Entfernen von NH₃ erhöhen die Ausbeute.
Tiefe Temperatur auch, aber der Katalysator braucht etwa 450 Grad Celsius.
KL ist das Produkt der Ionenkonzentrationen der gesättigten Lösung, ohne Feststoff.
Es fällt aus, wenn das Ionenprodukt KL übersteigt.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
In einem geschlossenen Gefäß stellt sich das Gleichgewicht 2 NO₂ ⇌ N₂O₄ ein. Was geschieht, nachdem die Konzentrationen konstant geworden sind?
- Konstante Konzentrationen zeigen gleiche Geschwindigkeiten an.
- Beide Reaktionen laufen weiter.
- Es wird gleich viel gebildet wie zerlegt.
Ergebnis: Hin- und Rückreaktion laufen weiter, die Konzentrationen bleiben gleich
Im Gleichgewicht 2 HI ⇌ H₂ + I₂ gilt (in mol/L) c(HI) = 0,50, c(H₂) = 0,40, c(I₂) = 0,30. Bestimme: Wie groß ist K?
- K = c(H₂) · c(I₂) : c²(HI).
- Einsetzen: c(HI) = 0,50, c(H₂) = 0,40, c(I₂) = 0,30.
- K = 0,48
Ergebnis: 0,48
A + B ⇌ C + D mit K = 16. Anfangs liegen nur A und B vor, je 3,0 mol. Bestimme: Wie viel mol C liegen im Gleichgewicht vor?
- K = x² : (3,0 − x)² = 16, Wurzel: x : (3,0 − x) = 4.
- x = 3,0 · 4 : (1 + 4)
- x = 2,40 mol
Ergebnis: 2,40 mol
Die Hinreaktion von CH₄ + H₂O ⇌ CO + 3 H₂ ist endotherm. Wie verschiebt sich das Gleichgewicht, wenn die Temperatur erhöht wird?
- Erwärmen begünstigt die endotherme Richtung.
- Die Hinreaktion ist endotherm.
- Zur Produktseite, K steigt.
Ergebnis: Zur Produktseite, K steigt
Wörter
- Gleichung
- zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind
Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Moleküle bauen (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): pH-Wert von Säuren und Basen (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
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