Vom Gleichgewicht zur Konstante
- Anknüpfung:Im Gleichgewicht gilt \(v_{\text{hin}} = v_{\text{rück}}\) (2.2.2).
- Einstufige Reaktion:\(\ce{A + B <=> C + D}\) mit \(v_{\text{hin}} = k_{\text{hin}} \cdot c(\ce{A}) \cdot c(\ce{B})\) und \(v_{\text{rück}} = k_{\text{rück}} \cdot c(\ce{C}) \cdot c(\ce{D})\).
- Geschwindigkeitskonstante \(k\):hängt von \(E_A\) und Temperatur ab, nicht von den Konzentrationen.
Herleitung:
- Allgemein:für \(a\,\ce{A} + b\,\ce{B} <=> d\,\ce{D} + e\,\ce{E}\) werden die Koeffizienten zu Exponenten.
Massenwirkungsgesetz (MWG): \(K_c = \dfrac{c^d(\ce{D}) \cdot c^e(\ce{E})}{c^a(\ce{A}) \cdot c^b(\ce{B})}\)
Gleichungen zerlegen
Zerlege die Gleichung: Wähle einen Stoff aus und klicke dann auf Zähler oder Nenner (Tastatur: ↑ legt in den Zähler, ↓ in den Nenner). Ein Klick auf einen Faktor im Bruch erhöht seinen Exponenten; Entf oder ein Klick auf den Stoff in der Gleichung holt ihn zurück.
Halte fest: Produkte stehen im Zähler, Edukte im Nenner, jeder Koeffizient wird zum Exponenten seiner Konzentration — und die Einheit von \(K_c\) folgt aus der Differenz der Koeffizienten.
- Zähler:Gleichgewichtskonzentrationen der Produkte, Nenner: die der Edukte.
- Exponenten:die Koeffizienten der Reaktionsgleichung.
- Konstant:\(K_c\) hat bei gegebener Temperatur immer denselben Wert — egal, mit welchen Konzentrationen man startet.
- Rückreaktion:Zähler und Nenner tauschen, also \(K_c^{\prime} = 1 / K_c\).
Einheit von \(K_c\): \(\left(\text{mol/L}\right)^{\Delta n}\) mit \(\Delta n = \sum \nu(\text{Produkte}) - \sum \nu(\text{Edukte})\)
Allgemeine Hinweise
Exponent, nicht Faktor
Aus \(\ce{2 SO2}\) wird \(c^2(\ce{SO2})\), nicht \(2 \cdot c(\ce{SO2})\). Mehrere Faktoren werden multipliziert, nicht addiert.
Nur Gleichgewichtswerte
In das MWG gehören ausschließlich Konzentrationen im Gleichgewicht — Anfangskonzentrationen liefern einen falschen Wert.
K immer mit Gleichung
Nennen Sie zu jedem \(K_c\) die Reaktionsgleichung und die Temperatur: Schon ein Verdoppeln aller Koeffizienten quadriert den Wert.