abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Chemie

Im Kurspaket Chemie erwarten Dich:
  • 42 Lernvideos
  • 208 Lerntexte
  • 747 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben
gratis testen

Chemisches Gleichgewicht und Kinetik

Die meisten chemischen Reaktionen sind sogenannte reversible Reaktionen. Dies bedeutet, dass jede Reaktion aus einer Hin- und einer Rückreaktion besteht. Dadurch ändert sich der Reaktionspfeil in der Reaktionsgleichung zu einem Gleichgewichtspfeil (Doppelpfeil). Dies ist in Abb. 2 dargestellt. Um das chemische Gleichgewicht zu erklären, verwenden wir die in Abb. 2 aufgeführte allgemeine Reaktion. Die kleinen Buchstaben stellen die stöchiometrischen Koeffizienten dar. Die Großbuchstaben A und B sind die Edukte, C und D die Produkte.

image
Abbildung 2: Allgemeine Gleichgewichtsreaktion

Überlässt man ein Gemisch, das nur aus den Edukten A und B besteht, sich selbst, so setzt zuerst die Hinreaktion ein. Wir nehmen an, dass bei einem reaktionswirksamen Stoß zwischen einem A-Teilchen und einem B-Teilchen jeweils ein C-Teilchen und ein D-Teilchen entstehen. Die  Gesamtzahl der Stöße zwischen A-Teilchen und B-Teilchen pro Zeitintervall (Δt) ist proportional zu der Konzentration der Edukte A und B. Für die Reaktionsrate der Hinreaktion (r)  gilt somit:

image
Abbildung 3: Reaktionsrate der Hinreaktion aus Abb. 2

Der Proportionalitätsfaktor k ist eine Konstante, die für eine bestimmte Reaktion bei einer bestimmten Temperatur einen charakteristischen Wert annimmt. Sobald sich C- und D-Teilchen gebildet haben, setzt auch die Rückreaktion ein. Für die Reaktionsrate der Rückreaktion gilt somit:

image
Abbildung 4: Reaktionsrate der Rückreaktion aus Abb. 2

Am Anfang ist die Reaktionsrate der Hinreaktion r noch größer als die der Rückreaktion r. Jedoch gleichen sich die beiden Raten im Laufe der Zeit an. An diesem Punkt gilt: r= r (siehe dazu Abb. 5)

image
Abbildung 5: Grafische Darstellung der Reaktionsraten einer Gleichgewichtsreaktion

Wie wir aus dem Kapitel „Kinetik“ wissen, gehört zu jeder Reaktion nicht nur eine Reaktionsrate sondern auch eine Reaktionsgeschwindigkeit v (oder vr), die sich aus der Änderung der Konzentration der Verbindungen pro Zeitintervall ergibt. Allgemein gilt: v = Δc/Δt.

Schauen wir uns die allgemeine Reaktion in Abb. 2 an und setzten alle stöchiometrischen Koeffizienten gleich 1. Da es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, gilt für das Geschwindigkeitsgesetz vr im Gleichgewicht:

image
Abbildung 6: Geschwindigkeitsgesetz der Reaktion aus Abb. 2

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist im Gleichgewicht Null. In Abb. 7 ist diese Tatsache grafisch dargestellt.

image
Abbildung 7: Grafische Darstellung der Reaktionsgeschwindigkeit bis zur Einstellung eines Gleichgewichts

Merke

Merke: Eine Gleichgewichtsreaktion besteht aus einer Hin- und einer Rückreaktion. Im Gleichgewichtszustand, der sich nach einiger Zeit von selbst einstellt, gilt für die Reaktionsraten der Hin- und Rückreaktionen: r = r. Für die Reaktionsgeschwindigkeit gilt vr = 0.

Aus diesen beiden Tatsachen ergibt sich folgende Gleichung, die wir nach den Konstanten umformen:

image
Abbildung 8: Herleitung des Massenwirkungsquotienten zu der Reaktion in Abb. 2

Die rechte Seite der Gleichung enthält die Konzentrationen der Produkte und der Edukte im Gleichgewicht. Somit dürfen in diesen Massenwirkungsquotienten Q nur Gleichgewichtskonzentrationen eingesetzt werden! Die Konstante K ist die Gleichgewichtskonstante.

Merke

Merke:  Der Massenwirkungsquotient Q im Gleichgewichtszustand einer Reaktion ist stets gleich, unabhängig von der Ausgangskonzentration der Reaktionsteilnehmer. Dieser konstante Wert des Massenwirkungsquotienten ist gleich der Gleichgewichtskonstanten K der betrachteten Reaktion.

Der Zahlenwert der Gleichgewichtskonstante K sagt etwas über die Gleichgewichtslage aus. Wenn K < 1 ist, dann liegt das Gleichgewicht auf der Eduktseite. Der Massenwirkungsquotient Q ist ein Bruch. Im Zähler stehen die Gleichgewichtskonzentrationen der Produkte und im Nenner die Gleichgewichtskonzentrationen der Edukte. Wenn K kleiner 1 ist und somit eine kleine Zahl, bedeutet es gleichzeitig, dass die Konzentrationen der Edukte hoch/groß sein müssen im Vergleich zu den Konzentrationen der Produkte. Ist der Nenner bei einem Bruch groß, dann ergibt sich insgesamt eine kleine Zahl. Wenn K > 1 ist, dann liegt das Gleichgewicht auf der Produktseite. Damit ein Bruch eine große/hohe Zahl ergibt, muss die Zahl im Zähler im Vergleich zur Zahl im Nenner groß sein. Hier muss somit die Konzentration der Produkte hoch sein.

Merke

Merke: K < 1: Gleichgewicht liegt auf der Eduktseite; K > 1: Gleichgewicht liegt auf der Produktseite.

Video: Chemisches Gleichgewicht und Kinetik

Fast jede chemische Reaktion ist ein Gleichgewichtsreaktion, die über die Gleichgewichtskontante K repräsentiert wird.
Multiple-Choice
Die Gleichgewichtskonstante K ist das Ergebnis aus dem Massenwirkungsquotienten. Ergibt sich für K eine Zahl größer 1, dann bedeutet das...
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Vorstellung des Online-Kurses Anorganische ChemieAnorganische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Einleitung zu Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Aggregatzustände
    • Gemische und Reinstoffe
    • Elemente und Atomaufbau
    • Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Metalle und Nichtmetalle
    • Elektronegativität (EN)
    • Ionisierungsenergie (IE) und Elektronenaffinität (EA)
    • Chemisches Rechnen
  • Chemische Reaktionen
    • Einleitung zu Chemische Reaktionen
    • Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    • Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    • Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Einleitung zu Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Haber-Bosch-Verfahren
      • Ostwald-Verfahren
      • Kontaktverfahren
  • Bindungsarten
    • Einleitung zu Bindungsarten
    • Lewis-Schreibweise
    • Starke Bindungen
      • Einleitung zu Starke Bindungen
      • Ionenbindung
      • Atombindung
      • Koordinative Bindung
      • Metallbindung
    • Schwache Bindungen
      • Einleitung zu Schwache Bindungen
      • Wasserstoffbrückenbindungen
      • Van-der-Waals-Bindungen
  • Fällungsreaktionen
    • Einleitung zu Fällungsreaktionen
  • Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Säure-Base-Chemie
      • Einleitung zu Säure-Base-Chemie
      • Definition: Säuren und Basen
      • Protolyse von Säuren und Basen
        • Einleitung zu Protolyse von Säuren und Basen
        • Protolyse einer Säure
        • Protolyse einer Base
      • Konjugierte Säure-Base-Paare
      • Mehrprotonige Säuren
      • Ampholyte
      • Autoprotolyse des Wassers
      • Ionenprodukt des Wassers
      • pH-Wert
      • Neutralisation
      • Säure- & Basenstärke
      • Starke Säuren und Basen
      • Puffer
      • Indikatoren
      • Säure-Base-Titration
    • Redox-Chemie
      • Einleitung zu Redox-Chemie
      • Oxidation und Reduktion
      • Oxidationszahlen/ Oxidationsstufen
      • Aufstellen von Redoxgleichungen
      • Dis- und Komproportionierung
      • Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • Einleitung zu Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • DANIELL-Element/ galvanische Zelle
        • Elektrochemische Spannungsreihe
        • Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale
        • Nernst-Gleichung
        • Korrosion
        • Elektrolyse (allgemein)
          • Einleitung zu Elektrolyse (allgemein)
          • Technisch interessante Elektrolysen
            • Einleitung zu Technisch interessante Elektrolysen
            • Chloralkali-Elektrolyse
            • Kupfer-Raffination
            • Wasserstoffgewinnung/Wasserelektrolyse
  • Komplexe
    • Einleitung zu Komplexe
    • Zähnigkeit der Liganden
    • Nomenklatur-Regeln
      • Einleitung zu Nomenklatur-Regeln
      • Anwendung der Nomenklatur-Regeln
  • Donator-Akzeptor
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor
    • Redox-Reaktionen-Konzept
      • Einleitung zu Redox-Reaktionen-Konzept
      • Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
      • Galvanisches Element und Nernstgleichung
      • Elektrolyse
      • Energiequellen der Elektrochemie
      • Technische Elektrolysen
    • Säure-Base-Konzept
      • Einleitung zu Säure-Base-Konzept
      • Herleitung der Parameter - Massenwirkungsgesetz
      • Stärke von Säuren und Basen
      • pH-Konzept
      • Puffersysteme
      • Titrationsverfahren
  • Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
    • Einleitung zu Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
  • 78
  • 15
  • 224
  • 132

Unsere Nutzer sagen:

  • Miriam

    Miriam

    "Ich finde abiweb.de sehr hilfreich und die Themen sehr gut erklärt!! Vielen Dank!!"
  • Jens

    Jens

    "Endlich habe ich es verstanden :) Ich schreibe morgen meine Klausur und denke, dass ich es nun kann :)"
  • Michaela

    Michaela

    "Vielen Dank:) Wäre schön wenn sich meine Lehrerin so viel Zeit für alles nehmen könnte."

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 20% bei deiner Kursbuchung!

20% Coupon: abitur20

Zu den Online-Kursen