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Le Chatelier - Einfluß Konzentration

Kinetik - Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht
Chemisches Gleichgewicht / Gleichgewichtsverschiebung und das Prinzip von Le Chatelier

Konzentration

Die Konzentration der Edukte und Produkte ist das wohl wesentlichste Kriterium einer in Gleichgewichtslage befindlichen dynamischen Reaktion.

Das chemische Gleichgewicht ist über die Konzentrationen der einzelnen Komponenten festgelegt (MWG!) und wird abhängig von den anderen Reaktionsbedingungen immer wieder zu erreichen bestrebt.

Massenwirkungsgesetz: Kc ist von den Konzentrationen der einzelnene Reaktanten abhängig.
Massenwirkungsgesetz: Kc ist von den Konzentrationen der einzelnene Reaktanten abhängig.

Verringert oder erhöht man nun die Konzentration bestimmter Komponenten, verschiebt sich das Gleichgewicht solange bis der Gleichgewichtszustand wieder erreicht ist.

Generell gilt bei Veränderung der Konzentrationen:

  • Erhöht man die Konzentration eines Stoffes, so verschiebt sich die Reaktion in die Richtung, die den Stoff verbraucht.
  • Vermindert man die Konzentration eines Stoffes, so verschiebt sich die Reaktion in die Richtung, die den Stoff bildet.

In beiden Fällen wird die ursprüngliche Konzentrationsdifferenz (Δc) wieder ausgeglichen. Bei Konzentrationsänderungen ist es sehr wichtig zu beachten, wie das System aufgebaut ist und wie es mit der Umgebung in Kontakt steht (offen, geschlossen, abgeschlossen).

Beispiel

Wird zum Beispiel flüssiges Wasser erwärmt und es liegt dabei ein offenes System vor, wird das Gleichgewicht dauerhaft auf die Seite des gasförmigen Zustandes verschoben (geringster Zwang von außen), Temperaturerhöhung begünstigt endotherme Reaktionen.

Da das System offen ist, erfolgt gleichzeitig eine Konzentrationsabnahme des gasförmig entweichenden Wassers, was die Verschiebung wiederum begünstigt.

Die Konzentration von beiden Zuständen nimmt ab, es kann sich kein Gleichgewichtszustand einstellen.

Dies kann in der Industrie zur Stoffgewinnung genutzt werden. Durch eine dauerhafte Änderung der Reaktionsbedingungen kann eine Gleichgewichtseinstellung verhindert und eine gewünschte Seite erhalten werden. Ein Beispiel ist die Ammoniaksynthese.

Hinweis: In der Natur finden sich viele Regulationsmechanismen, die ebenso auf der Einstellung einer durch das chemische Gleichgewicht festgelegten Konzentrationsdifferenz beruhen. So werden energetisch ungünstige Stoffwechselreaktionen oft auf Produktseite verschoben, in dem die nachfolgende Stoffwechselreaktion das entstehende Produkt sofort verbraucht. Das Produkt wird dem System entzogen. Die Reaktion ist dauerhaft bestrebt das Produkt (obwohl energetisch nicht von Vorteil) nachzuproduzieren.

Lückentext
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Generell gilt bei Veränderung der Konzentrationen:

  • man die Konzentration eines Stoffes, so verschiebt sich die Reaktion in die Richtung, die den Stoff verbraucht.
  • Vermindert man die Konzentration eines Stoffes, so verschiebt sich die Reaktion in die Richtung, die den Stoff .
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