Temperatur ändert K
Zugeben, Entziehen und Druck verschieben nur die Lage — eine Temperaturänderung verändert den Wert von \(K_c\) selbst.
- Beispiel:\(\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)}\), \(\Delta_rH = +57\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}\); \(\ce{N2O4}\) ist farblos, \(\ce{NO2}\) braun.
- Erwärmen:begünstigt die endotherme Richtung — das System nimmt Wärme auf und wirkt der Erwärmung entgegen.
- Abkühlen:begünstigt die exotherme Richtung — das System gibt Wärme ab.
- Endotherme Hinreaktion:\(K_c\) steigt mit der Temperatur.
- Exotherme Hinreaktion:\(K_c\) sinkt mit der Temperatur.
Temperatur und K: Temperaturerhöhung verschiebt das Gleichgewicht zur endothermen Seite und ändert dabei den Wert von \(K_c\).
Teilchen zählen
- Modell-Konstante:Im Kolben mit festem Volumen ist die Teilchenzahl \(N\) proportional zur Konzentration; \(K^* = \dfrac{N^2(\ce{NO2})}{N(\ce{N2O4})}\) verhält sich wie \(K_c\).
- Tabellenwerte:\(K_c(25\,°\mathrm{C}) = 4{,}6\cdot 10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\), \(K_c(100\,°\mathrm{C}) \approx 0{,}5\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) — rund hundertmal größer.
- Farbe als Anzeige:Je brauner das Gas, desto mehr \(\ce{NO2}\), desto weiter rechts liegt das Gleichgewicht.
Wähle eine Temperatur. Markiere im Kolben alle \(\ce{NO2}\)-Teilchen (einzelne Kugeln; \(\ce{N2O4}\) sind Doppelkugeln) durch Antippen — oder Kolben fokussieren, mit den Pfeiltasten wandern, Enter markiert. Dann „Prüfen“: Der Messpunkt landet im Diagramm.
| Temperatur | N(NO₂) | N(N₂O₄) | K* = N²(NO₂) / N(N₂O₄) |
|---|---|---|---|
| Noch keine Messung — zähle bei mindestens drei Temperaturen. | |||
Halte fest: Mit steigender Temperatur gibt es mehr \(\ce{NO2}\) und weniger \(\ce{N2O4}\) — für die endotherme Hinreaktion wächst \(K\) mit der Temperatur.
Allgemeine Hinweise
Nur die Temperatur ändert K
Nach Konzentrations- oder Druckänderung stellt sich dasselbe \(K_c\) wieder ein. Ein neuer Wert von \(K_c\) entsteht nur durch eine andere Temperatur.
Wärme wie einen Stoff behandeln
Bei einer endothermen Reaktion steht die Wärme gedanklich bei den Edukten: Erwärmen wirkt wie „Edukt zugeben“ — Verschiebung nach rechts.
Richtung der Gleichung beachten
\(\Delta_rH\) gilt für die Gleichung, wie sie dasteht. \(\ce{2 NO2 <=> N2O4}\) ist exotherm — für diese Schreibweise sinkt \(K_c\) mit der Temperatur.