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Kapitel 22 Das chemische Gleichgewicht 1

Kapitel 22 Das chemische Gleichgewicht

Freies Lehrbuch der anorganischen Chemie von H Hoffmeister und C Ziegler(unter GNU Free Documentation License Version 12 (GPL))Die jeweils aktuellste Fassung finden Sie unter httpshoffmeisteritindexphpchemiebuch-anorganik

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Inhalt

Kapitel 22 Das chemische Gleichgewicht1Inhalt 2Was ist ein chemisches Gleichgewicht4Chemisches Gleichgewicht I reversible Reaktionen5Chemisches Gleichgewicht II Das Chromat - Dichromatgleichgewicht ein Saumlure-Base-Gleichgewicht 6Chemisches Gleichgewicht III Bildung von Eisenthiocyanat7

Der Gleichgewichtspfeil verdeutlicht den Gleichgewichtszustand7Chemisches Gleichgewicht IV NO2 und N2O4 - ein chemisches Gasgleichgewicht8Chemisches Gleichgewicht V Untersuchung der Bildung von Essigsaumluremethylester9

Konzentrationsbestimmung der gebildeten Produkte9Definition chemisches Gleichgewicht10Merkmale des chemischen Gleichgewichts10

Messprotokoll einer Veresterungs- Verseifungsreaktion11Variation des Experimentes12

Beispiele fuumlr Gleichgewichtsreaktionen13Gleichgewichtstypen13Wichtige Beispiele fuumlr chemische Gleichgewichte13

Merkmale eines chemischen Gleichgewichts13Folgende Merkmale sind fuumlr Gleichgewichtsreaktionen typisch13

Einstellung des chemischen Gleichgewichtes14Wasserstoff-Iod-Redox-Gasgleichgewicht14

Das Massenwirkungsgesetz am Beispiel des Iodwasserstoffgleichgewichts15Aussagen des MWG16

Was bedeutet hohes niedriges Kc16Das Gleichgewicht im offenen System17

Flieszliggleichgewichte17Kann man Gleichgewichte beeinflussen18

a) Beispiel 1 Das Eisenchlorid - Eisenthiocyanat - Gleichgewicht18b) Das Prinzip des kleinsten Zwanges18c) Beeinflussung der Gleichgewichtskonstanten k durch Temperaturveraumlnderung19d) Beispiel 2 Temperaturabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts19

Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts Das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht20Was genau ist eigentlich Kohlensaumlure20

Wie reagiert das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht auf Aumlnderungen22Druck und Volumenaumlnderung22Das Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier und Braun (1888)22

Aufgabe Sauerstoffloumlslichkeit in Wasser23Dissoziation der Kohlensaumlure24Wie entsteht Kesselstein25Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts I26Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts II27Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Gleichgewichts29Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts30Thermodynamische Uumlberlegungen zum Massenwirkungsgesetzes (LK)31Uumlbungsaufgaben zum MWG33

Tipp zur Vorgehensweise beim Rechnen mit dem Massenwirkungsgesetz331 Bildung von Chlorwasserstoff aus den Elementen332 Das Gleichgewicht von Nitrosylchlorid343 Stickstoffdioxid - Di-Stickstoff-Tetraoxid-Gleichgewicht344 Das Schwefelsaumlure-Kontaktverfahren355 Das WasserstoffIod-Iodwasserstoff-Gleichgewicht376 Schwere Aufgabe zum Massenwirkungsgesetz38

Weitere Aufgaben39Loumlsungen 40

Die Auswirkung von Konzentrationsaumlnderungen der Reaktionsteilnehmer41Die groszligtechnische Erzeugung von Ammoniak Das Haber-Bosch-Verfahren43



Warum brauchen die Menschen Ammoniak43Methoden zur Erhoumlhung der Ausbeute43Fritz Haber (1868-1934) - NH3-Synthese44BASF produziert ab 1913 Ammoniak44

Massenwirkungsgesetz bei Gasen45Fuumlr ideale Gase gilt folgender Zusammenhang45

Zusammenfassung Einfluumlsse auf das chemische Gleichgewicht461) Temperaturaumlnderung und chemisches Gleichgewicht462 Stoffmengenaumlnderung (Konzentrationsaumlnderung) und chemisches Gleichgewicht463 Druckaumlnderung (Volumenaumlnderung) und chemisches Gleichgewicht46

Wiederholungsaufgaben zum Thema chemisches Gleichgewicht47



Was ist ein chemisches Gleichgewicht

1 Einstellung des chemischen Gleichgewichts

V1 Pipettierversuch1 Mit einer Pipette wird immer die gleiche Menge Fluumlssigkeit aus zwei Standzylindern ausgetauscht Ein Standzylinder enthaumllt dabei farbiges Wasser

V2 Pipettierversuch 2 Zwischen beiden Standzylindern wird wieder Wasser ausgetauscht diesmal mit zwei verschieden groszligen Pipetten

B In beiden Faumllle stellt sich nach mehreren Austauschvorgaumlngen ein Farbgleichgewicht ein

S In den meisten Faumlllen stellt sich ein Gleichgewicht ein bei dem Produkte und Edukte nicht im Verhaumlltnis von 11 vorliegen wie beim 1 Pipettierversuch Die Lage des Gleichgewichts ist zB auf die Seite der Produkte bdquoverschobenldquo

Pipettierversuch 1 Pipettierversuch 2



Chemisches Gleichgewicht I reversible Reaktionen

Demonstrationsexperiment

V1 Salzsaumlure und Ammoniak aus geoumlffneten Flaschen werden nebeneinander gehalten

B1 Es bildet sich ein hellgrauer Rauch

S1 Ammoniumchlorid ist entstanden

HCl + NH3 NH4Cl ΔH lt 0

V2 Ammoniumchlorid wird im Reagenzglas erhitzt An den Rand des Reagenzglases wird angefeuchtetes Indikatorpapier befestigt

B2 Das Indikatorpapier faumlrbt sich rot

S2 Ammoniumchlorid zersetzt sich zu Chlorwasserstoff und Ammoniak

NH4Cl HCl + NH3 ΔH gt 0

=gt Chemische Reaktionen sind (zum groszligen Teil) umkehrbar (reversibel)

Schuumllerversuche

V3 Trocknen von blauem CuSO4 in der Brennerflamme dann erneute Wasserzugabe (vorher abkuumlhlen lassen)

V4 Zum Calciumoxid wird Wasser gegeben und die Temperatur mit den Haumlnden oder einem Thermometer gemessen Das Gemisch wird dann in der Brennerflamme erhitzt Ordne die Begriffe exotherm und endotherm zu

B Die Reaktionen bei V3 und V4 sind offensichtlich umkehrbar

S (Alle) Reaktionen sind umkehrbar (=reversibel) Allerdings lassen es oft die Umstaumlnde nicht zu eine Reaktion mal einfach so ruumlckgaumlngig zu machen

Die Reaktionsenthalpien fuumlr Hin- und Ruumlckreaktion weisen grundsaumltzlich umgekehrte Vorzeichenauf Der Betrag ist dabei exakt gleich



Chemisches Gleichgewicht II Das Chromat - Dichromatgleichgewicht ein Saumlure-Base- Gleichgewicht

Etwas Kaliumchromat und etwas Kaliumdichromat (erbgutschaumldigend) werden in Wasser geloumlst Dann wirdzur Kaliumchromatloumlsung Schwefelsaumlure und zur Kaliumdichromatloumlsung Wasser zugegeben

B1

(CrO4)2ndash + H2SO4

B2

(Cr2O7)2ndash + H2O

S Chromationen (gelb) reagieren mit Saumlure zu Dichromationen (hellrot) Die Reaktion kann durch Zugabe von Wasser umgekehrt werden dh Dichromationen reagieren mit Wasser zu Chromationen Aber offensichtlich laufen die Reaktionen beide nicht vollstaumlndig ab Es bleibt in jedem Fall auch Edukt in der Produktloumlsung erhalten Es kommt zur Mischfarbe orange

zu V1 2(CrO4)2- + 2 H3O+ (Cr2O7)2ndash + 3 H2Ogelb orangeChromation Dichromation

zu V2 (Cr2O7)2- + 2 OH- 2(CrO4)2ndash + H2Oorange gelb

=gt Die Reaktion ist umkehrbar (reversibel)

2 (CrO4)2ndash + 2 H3O+ (Cr2O7)2ndash + 3 H2O

Bei vielen Reaktionen laufen Hin- und Ruumlckreaktion gleichzeitig (und ohne Ende permanent) ab Esliegt nach einer gewissen Zeit der Einstellung ein Gleichgewicht vor Ein Kennzeichen von

chemischen Gleichgewichten ist das Vorhandensein von Produkten und Edukten

Hinweis Chromate und Dichromate sind cancerogen Zur Entsorgung sollten sie zu den etwas harmloserenCr3+-Ionen reduziert werden

Aufgaben 1 Zeichne die Valenzstrichformeln von CrO4

2- und Cr2O72-

2 Gibt man zur Dichromatloumlsung Lauge (OH-) hinzu so entsteht wieder gelbe Chromatloumlsung Kannst Du begruumlnden warum

3 Eine Aufgabe um Durchblick zu schaffen Ist es egal ob man von Dichromat oder Kaliumdichromat spricht - und ist es egal ob man die Reaktionsgleichung mit Dichromat oder Kaliumdichromat aufstellt



Chemisches Gleichgewicht III Bildung von Eisenthiocyanat

1 Versuche

V1a Durchfuumlhrung Man loumlst in je 300 ml Wasser

027 g (0001 mol) Eisentrichlorid 029 g (0003 mol) Kaliumthiocyanat (KSCN) und gibt die Loumlsungen zusammen

Reaktionsgleichung [Fe(H2O)6]sup3+ + 3 SCNndash [Fe(H2O)3(SCN)3] + 3 H2O vereinfacht Fesup3+ + 3 SCNndash Fe(SCN)3

V1b Aufteilung der Loumlsung in drei Reaktionsgefaumlszlige

1 2 3

+ Fesup3+ Kontrolle + SCN-

dunkler unveraumlndert dunkler

Schlussfolgerungen

1) In der Loumlsung 1 muumlssen noch SCNndash vorhanden gewesen sein2) In der Loumlsung 3 muumlssen noch Fesup3+ vorhanden gewesen sein=gt Die Ausgangsreaktion (I) verlief nicht vollstaumlndig

Begruumlndung Instabilitaumlt des gebildeten Fe(SCN)3-Komplexes

Der Gleichgewichtspfeil verdeutlicht den Gleichgewichtszustand

Einzelreaktionen Fesup3+ + 3 SCNndash ---gt Fe(SCN)3 Bildung (bdquoHINldquo)

Fe(SCN)3 ---gt Fesup3+ + 3 SCNndash Zerfall (bdquoRUumlCKldquo)

Neue Schreibweise Fesup3+ + 3 SCNndash Fe(SCN)3



Chemisches Gleichgewicht IV NO2 und N2O4 - ein chemisches Gasgleichgewicht

V Durch die Reaktion von Salpetersaumlure mit Kupfer wird Stickstoffdioxid hergestelltIn einem verschlossenen (zugeschmolzenen Reagenzglas wird das Gas NO2 untersucht Das Reagenzglas wird leicht erwaumlrmt bzw abgekuumlhlt

B Das Gas NO2 (braun) wird beim Abkuumlhlen immer heller Bei -11degC ist es farblos und wird fest

Beim Erwaumlrmen wird der Kolbeninhalt dunkler=gt Es muss neues NO2 gebildet worden sein=gt Auch bei Raumtemperatur muss noch N2O4 vorhanden gewesen sein (Quelle fuumlr neues NO2 )

Hinreaktion2 NO2 N2O4 ΔH = -56 kJmolbraun Ruumlckreaktion farblos

N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100

=gt Es liegt ein temperaturabhaumlngiges Gleichgewicht vorDer Gleichgewichtszustand ist von bdquobeiden Seitenldquo erreichbar

Was geschieht bei Temperaturen unter -10 degC oder uumlber 140 degC Ist die Reaktion hier zum Stillstand gekommen

Im Gleichgewichtszustand zerfallen staumlndig ebenso viele N2O4 -Molekuumlle wie neue gebildet werdenDie Reaktion kommt also nur von auszligen gesehen zum Stillstand

=gt es liegt ein dynamisches Gleichgewicht vor

Hin- und Ruumlckreaktion laufen hier gleichzeitig nebeneinander ab und fuumlhren (im geschlossenenSystem) zu einem Gemisch aller an der Reaktion beteiligten Stoffe

Chemische Gleichgewichte stellen sich nicht sofort ein Sie benoumltigen (etwas) Zeit zur Einstellungihres Gleichgewichtszustands

Einfluss der Temperaturbull Je waumlrmer es ist desto schneller geschieht die Einstellung des Gleichgewichtszustandes bull Waumlrme beguumlnstigt den endothermen Reaktionsschritt



Chemisches Gleichgewicht V Untersuchung der Bildung von Essigsaumluremethylester

LangzeitversuchIn einen Erlenmeyerkolben werden 04 mol Essigsaumlure (24 g 23ml) und 04 mol Ethanol (18 g 22 ml) vermischt und dann wird etwas Schwefelsaumlure hinzugegeben

In einem zweiten Kolben werden 04 mol Essigsaumluremethylester (35 g 39 ml) und 04 mol Wasser (72 ml) und etwas Schwefelsaumlure vermischt1

Konzentrationsbestimmung der gebildeten Produkte

Durch Pipettieren von entnommenen Probeloumlsungen wird die Konzentration bestimmt Dazu verduumlnnt man die entnommene Loumlsung mit 120ml Wasser und fuumlgt etwas Phenolphtalein als Indikator hinzu

Aus einer Buumlrette wird nun solange Natronlauge zugefuumlgt (c(NaOH) = 1 moll) bis ein Farbumschlag (hier Pinkfaumlrbung) eintritt

Ergebnisse der Konzentrationsmessung

Gefaumlszlig 1 Essigsaumlure Ethanol Essigsaumlureethylester Wasser

Vor der Reaktion 04 mol 04 mol 0 mol 0 mol

Nach einiger Zeit 014 mol 014 mol 026 mol 026 mol




Es handelt sich um eine umkehrbare Reaktion eine so genannte Gleichgewichtsreaktion Bei umkehrbarenReaktionen laufen Hin- und Ruumlckreaktion gleichzeitig ab (und zwar die ganze Zeit uumlber Die Reaktion scheint nur optisch zum Stillstand gekommen zu sein) =gt Die Reaktion der Essigsaumlureethylesterbildung ist eine Gleichgewichtskonzentration Egal ob man die Edukte oder die Produkte miteinander mischt - nach einiger Zeit stellt sich ein Gleichgewicht ein welches in diesem Fall etwas staumlrker auf der Seite der Produkte liegt

Wie kann man sich das vorstellen (Siehe auch nochmal dem Pipettierversuch)

Bei umkehrbaren Reaktionen kommt es zur Einstellung eines chemischen GleichgewichtsIm Gleichgewichtszustand liegen alle Reaktionsteilnehmer (Produkte und Edukte) vor Ihre Mengen (Konzentrationen) veraumlndern sich praktisch nicht mehr obwohl die Reaktion weiter fortlaumluft

Da Hin- und Ruumlckreaktion weiterhin stattfinden handelt es sich um ein dynamisches (und nicht umein statisches) Gleichgewicht Hin- und Ruumlckreaktion laufen immer gleichzeitig nebeneinander abund fuumlhren (im geschlossenen System) zu einem Gemisch aller an der Reaktion beteiligten Stoffe

Umkehrbare Reaktionen symbolisiert man mit einem Doppelpfeil

Allgemeine Reaktion A + B C + D

Bei umkehrbaren Reaktionen stellt sich nach einiger Zeit ein dynamischer Gleichgewichtszustand ein indem alle Reaktionsteilnehmer (Produkte und Edukte) vorliegen Ihre Konzentrationen veraumlndern sich praktisch nicht mehr

1 Die Reaktion ist langsam und es dauert mehrere Tage bis sich ein komplettes Gleichgewicht einstellt



Definition chemisches Gleichgewicht

Das chemische Gleichgewicht ist eine Reaktion in der die Gesamtreaktion makroskopisch alsbeendet erscheint mikroskopisch aber bdquoHinldquo- und bdquoRuumlckldquo-Reaktion weiterhin ablaufen

Die beobachtbare Reaktionsgeschwindigkeit ist null Dennoch laufen bdquoHinldquo- und bdquoRuumlckldquo-Rreaktion)gleich schnell in beide Richtungen weiter Es handelt sich daher nicht um ein statisches

Gleichgewicht wie es makroskopisch erscheint sondern um ein dynamisches Gleichgewicht indem weiterhin die Reaktionen ablaufen

Merkmale des chemischen Gleichgewichts

bull Im Gleichgewichtszustand ist der Quotient aus dem Produkt der Konzentrationen der Produkte und dem Produkt der Konzentrationen der Edukte konstant Dieser Quotient wird auch Gleichgewichtskonstante [k] genannt

bull Im Gleichgewicht sind die Gleichgewichtskonzentrationen genanntbull Der Wert dieser Gleichgewichtskonstanten ist von mehreren Faktoren (wie der Temperatur dem

Druck usw) abhaumlngig und fuumlr jede Reaktion charakteristischbull Hin- und Ruumlckreaktion laufen konstant ab



Messprotokoll einer Veresterungs- Verseifungsreaktion

Erinnere Dich die Veresterung ist die Reaktion einer Saumlure mit einem Alkohol Im Grunde ist es eine Neutralisation bei der eine Saumlure mit einer Base reagiert Es bilden sich ein Ester und Wasser Die Ruumlckreaktion nennt man auch Verseifung

Essigsaumlure + Ethanol Essigsaumlureethylester + Wasser

Schritt 1 (Vorstunde) Planung des Experiments Wie kann man Gleichgewichtskonzentrationen bestimmen

Es gibt zwei Moumlglichkeiten hier die Gleichgewichtskonzentrationen zu bestimmen a) Messung des pH-Werts waumlhrend der Reaktionb) Entnahme von Fluumlssigkeit und Titration mit 05 moll NaOH

Schritt 2 Schuumllergruppe wird aufgeteiltGruppe a) baut die Apparatur mit Oumllbad und Ruumlckflusskuumlhler usw auf Sie ist auch spaumlter fuumlr die Entnahmeder Loumlsungen verantwortlich

Gruppe b) berechnet mit n=mM wieviel g Ethanol man abwiegen muss um eine 1molare Loumlsung zu erhalten Wichtig Zum Schluss werden nur 100ml Loumlsung benoumltigt

Gruppe c) berechnet mit n=mM wieviel g Essigsaumlure man abwiegen muss um eine 1molare Loumlsung zu erhalten Wichtig Zum Schluss werden nur 100ml Loumlsung benoumltigt

Gruppe d) erstellt eine 05 moll NaOH-Titrationsloumlsung

Schritt 3 DurchfuumlhrungEthanol und Essigsaumlure werden in einem Rundkolben mit Ruumlckflusskuumlhler gefuumlllt Dieser sollte eine seitliche Oumlffnung haben damit alle 10 Minuten eine Probe von jeweils 5 ml entnommen werden kannDamit die Reaktion schnell ablaumluft (normalerweise dauert sie bei Raumtemperatur ca 2 Tage) arbeitet man bei 200degC im Oumllbad Pro Messung entnimmt man 5 ml Loumlsung welche sofort in Eiswasser abgekuumlhlt wird

Zwei Gruppen bekommen eine Titrationsanlage Sie messen alle 10 min eine Probe und bestimmenuumlber eine Volumenmessung (durch Titration mit Natronlauge) im Abstand von 10min die Konzentration von Produkten und Edukten Die Werte werden an der Tafel notiert

Aus dem Volumen wird uumlber den folgenden Zusammenhang die Konzentration berechnet

cSaumlure middot VSaumlure = cBase middot Vbase =gt cSaumlure = ( cBase middot Vbase) VSaumlure



Variation des Experimentes

Als Variation kann man auch zwei Ruumlckflusskuumlhler aufbauen und folgendermaszligen startenGruppe 1 hat als Ausgangsloumlsung 200ml eines Gemisches aus 1 mol Ethanol und 1 mol EssigsaumlureGruppe 2 hat als Ausgangsloumlsung 200 ml eines Gemisches aus 1 mol Essigsaumlureethylester und 1 mol Wasser

Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)

[ml]Gruppe 1 c(Essigsaumlure)

[moll]Gruppe 2 V(Lauge)


[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95

Zur Auswertung muss folgendes getan werden1 Berechne die Konzentration der Essigsaumlure2 Werte beide Messungen aus indem zuerst ein gemeinsames Koordinatensystem erstellt wird bei dem die Konzentration an Essigsaumlure (y-Achse) gegen die Zeit (x-Achse) aufgetragen wird3 Uumlberlege Ist die Reaktion nach 230 min wirklich zum Stillstand gekommen



Beispiele fuumlr Gleichgewichtsreaktionen

Gleichgewichtstypen

Man unterschiedet grob zwischenbull Loumlsungsgleichgewichtenbull Gasgleichgewichtenbull Saumlure-Base-Gleichgewichtenbull Redox-Gleichgewichte

Wichtige Beispiele fuumlr chemische Gleichgewichte

bull Iod-Wasserstoff-Gleichgewichtbull Esterbildungs-Gleichgewichtbull Carbonat-Hydrogencarbonat-Gleichgewicht

Merkmale eines chemischen Gleichgewichts

Folgende Merkmale sind fuumlr Gleichgewichtsreaktionen typisch

- Gleichgewichte liegen in geschlossenen Systemen vor- Gleichgewichte sind dynamisch dh Hin- und Ruumlckreaktion laufen staumlndig ab

=gt Das Verhaumlltnis der Konzentrationen von Edukten zu Produkten aumlndert sich im Gleichgewicht nicht mehr

- Zur Einstellung des Gleichgewichtes ist es egal ob dabei von den Edukten aus oder von den bdquoProduktenldquo aus gestartet wird

- Die Reaktionsgeschwindigkeit der Hinreaktion ist im Gleichgewicht gleich der Reaktionsgeschwindigkeit der Ruumlckreaktion

=gt VHinreaktion = VRuumlckreaktion

Gleichgewichtsreaktionen werden so notiert (per Definition) dass sie als exotherme Reaktionaufgestellt werden also das exotherme Produkt rechts in der Reaktionsgleichung steht Die Edukte

stellen sozusagen die endothermen Produkte der Ruumlckreaktion dar

A + B C + D ΔH lt 0



Einstellung des chemischen Gleichgewichtes

Wasserstoff-Iod-Redox-Gasgleichgewicht

Wasserstoffgas und das Element Iod welches schon bei 30degC beginnt in die Gasphase uumlberzugehen regieren miteinander zu Iodwasserstoff Es liegt eine Redoxreaktion vor Bei houmlheren Temperaturen stellt sich das Gleichgewicht schneller ein

Reaktion H2 + I2 2 HI

Modellvorstellung +

Beispiel Temperatur = 450 degCco(HI) = 0 mollco(H2) = co(I2) = 1 moll

Im Gleichgewicht c(H2) = c(I2) = 022 moll

Wie aumlndern sich die Ausgangskonzentrationen von H2 I2 und HI mit der Zeit bis zur Einstellung des Gleichgewichts

Welche Konzentration von HI liegt im Gleichgewicht vor(=gt c(HI) = 156 moll)

Zur Erklaumlrung Wuumlrde die Reaktion komplett ablaufen und 1 () mol HI entstehen waumlre das Ergebnis 1 Es bleiben aber 022 mol der Edukte zuruumlck =gt Es wuumlrde (1 - 022) mol Produkt entstehen Da aber die doppelte Menge Produkt entsteht (siehe Reaktionsgleichung H2 + I2 2 HI) muss das Ergebnis also mal 2 genommen werden c(HI) = (2 middot (1 - 022) = 156 moll

Wie lautet die Gleichung fuumlr die Reaktionsgeschwindigkeit der Hinreaktion

vhin = khin middot c(H2) middot c(I2)

vruumlck = kruumlck middot c2(HI)

Eine Reaktion ist dann im chemischen Gleichgewicht wenn Edukt(e) und Produkt(e) der Reaktion ineinem bestimmten und von der Reaktionsdauer unabhaumlngigen Stoffmengenverhaumlltnis pro Volumen

vorliegen Diese Konzentration bleibt dann konstant

Aufgaben1 Wie lautet die Gleichung fuumlr die Reaktionsgeschwindigkeit der Ruumlckreaktion2 Zeichne die Konzentrationsaumlnderung im Laufe der Gleichgewichtseinstellung wenn man von HI als

Ausgangsstoff ausgehtco(HI) = 2 moll co(H2) = co(I2) = 0 mollT = 450 degC



Das Massenwirkungsgesetz am Beispiel des Iodwasserstoffgleichgewichts


Konzentrationen zu Beginn hoch hoch null

Reaktionsgeschwindigkeit

Zu Beginn nur Edukte Δv = vhin = khin middot co(H2) middot co(I2)

Nach Reaktionsbeginn Verringerung der Konzentration der Edukte Zunahme der Produktkonzentration

Δv = vhin - vruumlck

Δv + vruumlck = vhin

Im Gleichgewicht Δv + vruumlck = vhin

Da im Gleichgewicht gilt Δv = 0 vhin = vruumlck

Im Gleichgewicht gilt also khin middot cGlgw (H2) middot cGlgw (I2) = kruumlck middot cGlgw2(HI)

Beachte k = (Reaktions)-Geschwindigkeitskonstante

Aufloumlsung nach den Geschwindigkeitskonstanten

khin cGlgw2(HI)

mdashmdashmdash = Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = Massenwirkungsgesetz (MWG) kruumlck cGlgw (H2) middot cGlgw (I2)

Beachte Kc = Gleichgewichtskonstante

Allgemein giltcGlgw

c(C) middot cGlgwd(D)

a A + b B c C + d D Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashcGlgw

a(A) middot cGlgwb(B)

[C]c middot [D]d

bzw mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash[A]a middot [B]b

Kc ist die fuumlr eine bestimmte Temperatur guumlltige GleichgewichtskonstanteSie wird aus den Gleichgewichtskonzentrationen c berechnet2

Per Definition ist das Gleichgewicht immer so aufgestellt dass die Produkte des exothermen Schrittes im Zaumlhler stehen

Dabei sind c(A) c(B) c(C) c(D) die molaren Gleichgewichtskonzentrationen der Edukte bzw Produkte Sie werden auch haumlufig als [A] [B] [C] und [D] notiert Im Exponenten finden sich die stoumlchiometrischen Koeffizienten also die Anzahl der Teilchen des jeweiligen Stoffes die fuumlr einen Formelumsatz benoumltigt wird

2 Kc fuumlr Konzentrationsgleichgewichte Kp fuumlr Gasgleichgewichte in denen die Partialdruumlcke bekannt sind



Aussagen des MWG

Was bedeutet hohes niedriges Kc

Je groumlszliger Kc ist desto weiter ist das Gleichgewicht zu den Produkten verschoben

(LK) Berechnung fuumlr H2 + I2 2 HI bei 450 degC

[156 moll]2

Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 5028[022 moll]2

Merke Liegt ein Reaktionspartner im Gleichgewicht als Feststoff (s) oder als Fluumlssigkeit (l) vor - vor allem wenn er im Uumlberschuss vorhanden ist so ist dessen Konzentration im Gleichgewicht konstant

Konstante Konzentrationen koumlnnen bei der Aufstellung des MWG vernachlaumlssigt werden Fuumlr das korrekte Massenwirkungsgesetz muumlsste die Konzentration des Kohlenstoffs also einberechnet werden da sie bei einem Feststoff im Vergleich zum Gas im Labor sich aber kaum aumlndern wird kann sie weggelassen werden

CGlw (CO2) middot CGlw (C)zB 2 CO CO2 + C (s) Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash

CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)

Kc = mdashmdashmdashmdashmdash CGlw

2(CO)

Die Gleichgewichtskonstante macht eine Aussage uumlber die Lage und die Energetik einer ReaktionSie gibt keine Information uumlber die tatsaumlchliche Reaktionsgeschwindigkeit oder die Dauer bis zum

Einstellen des Gleichgewichtszustandes

ZusatzinformationenhttpdewikipediaorgwikiGleichgewichtskonstante



Das Gleichgewicht im offenen System

Unterscheidebull Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung =gt offenes Systembull Kein Stoffaustausch mit der Umgebung =gt geschlossenes Systembull Kein Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung =gt isoliertes System

Ein Beispiel fuumlr ein offenes System Kalkbrennen

TCaCO3 --------gt CO2 + CaO

Da die ganze Zeit das Produkt Kohlenstoffdioxid entweicht kann sich kein Gleichgewicht einstellenDie Reaktion kommt also nicht zum Stillstand die Edukte werden komplett umgesetzt

Flieszliggleichgewichte

Liegt im offenen System eine Reaktion des folgenden Typs vorA -----gt XX -----gt B

und sind VA-gtX und VX-gtB gleich groszlig so wird von X ebenso viel verbraucht wie in der gleichen Zeit entsteht

=gt Die Konzentration von X bleibt konstant

Solche Flieszliggleichgewichte findet man oft bei biochemischen Reaktionen Durch sie ist die Konstanz unseres bdquoinneren Milieusldquo gesichert

Der Blutpuffer waumlre ein solches Beispiel da durch ihn der pH-Wert des Blutes sehr exakt konstant gehalten wird



Kann man Gleichgewichte beeinflussen

a) Beispiel 1 Das Eisenchlorid - Eisenthiocyanat - Gleichgewicht

V Je 50 ml Eisen(III)chloridloumlsung und Ammoniumthiocyanatloumlsung werden zusammengeschuumlttet Die Loumlsung wird auf zwei Reagenzglaumlser verteilt

a) Loumlsung 1 wird erwaumlrmtb) Loumlsung 2 wird im Eisbad abgekuumlhlt

B Beim Erhitzen wird die Loumlsung heller beim Abkuumlhlen wird sie dunkler

S FeCl3 + 3NH4(SCN) Fe(SCN)3 + 3NH4Cl ΔHlt0(gelb) (rot)

Die hellere Farbe beim Erhitzen deutet auf eine Verschiebung zur Seite der Edukte hin Der Schritt zur endothermen Reaktionsseite (links) wird beguumlnstigt

Abkuumlhlen hingegen bewirkt eine Verschiebung zur Seite der Produkte Der exotherme Reaktionsschritt (rechts) wird also durch Abkuumlhlen beguumlnstigt

Aufgaben1 In einigen Chemiebuumlchern wird die Reaktion folgendermaszligen beschrieben

Fe3+ + 3 SCNndash Fe(SCN)3

Vergleiche und bewerte die beiden Darstellungsmoumlglichkeiten

b) Das Prinzip des kleinsten Zwanges

Fuumlr derartige Verschiebungen eines Gleichgewichts formulierte 1888 der franz Chemiker Le Chatelier das bdquoPrinzip von der Flucht vor dem Zwangldquo

Uumlbt man auf ein im Gleichgewicht befindlichen System durch die Aumlnderung aumluszligerer Bedingungeneinen Zwang aus so verschiebt sich das Gleichgewicht in die Richtung dass diesem Zwang

ausgewichen wird also die Folgen des Zwangs verringert werden

Ein Zwang kann zB eine Aumlnderung der Temperatur des Drucks oder der Konzentration der Stoffe sein

Wenn eine Gleichgewichtsreaktion so notiert ist dass die exothermen Produkte links stehen so giltbull Fuumlr exotherme Reaktionen dabei Eine Temperaturerhoumlhung verschiebt das Gleichgewicht zu Seite

der Edukte (da so ein Teil der Waumlrmeenergie (also der bdquoZwangldquo) in der Ruumlckreaktion umgewandelt wird) eine Temperaturverringerung verschiebt es zur Seite der Produkte

bull Fuumlr endotherme Reaktionen das Gegenteil das heiszligt eine Temperaturerhoumlhung bewirkt ein verstaumlrktes Bild der Produkte (da die zusaumltzliche Waumlrme die exotherme Reaktion bdquobefluumlgeltldquo) Eine Temperaturverringerung verschiebt das Gleichgewicht zu den Edukten

Allgemein A + B C + D ΔHlt0

Temperaturerhoumlhung Gleichgewicht nach links (larr) das heiszligt es entstehen mehr Edukte Temperaturverringerung Gleichgewicht nach rechts (rarr) das heiszligt es entstehen mehr Produkte

Anwendungbull Lenken Verschiebung eines Gleichgewichts bull z B Entfernen eines Produktes staumlndige Neueinstellung des Gleichgewichts

=gt vollstaumlndige Umsetzung



c) Beeinflussung der Gleichgewichtskonstanten k durch Temperaturveraumlnderung


[C] middot [D] Temperaturerhoumlhung =gt [A] middot [B] wird groumlszliger =gt k wird kleinerKc = mdashmdashmdashmdashmdashmdash

[A] middot [B] Temperaturverringerung =gt [C] middot [D] wird groumlszliger =gt k wird groumlszliger

d) Beispiel 2 Temperaturabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts

Betrachten wir noch einmal das Stickoxid-Gleichgewicht In einer verschlossenen Glasampulle liegen beideGase im Gleichgewicht miteinander vor Der Inhalt der Ampulle hat eine hellbraune Farbe

2 NO2 N2O4 H = -56 kJbraun farblos

Wenn man die Reaktionsgleichung so notiert dass im exothermen Schritt die Produkte entstehen so liegt immer eine negative Reaktionsenthalpie vor (H lt 0)

Was passiert beim ErwaumlrmenBeim Erwaumlrmen kann man beobachten dass die braune Farbe der Gase zunimmt (=gt NO2 - Bildung) dh das Gleichgewicht wird nach links hin zu den Edukten verschoben

Das System bdquoversuchtldquo diese Energiezufuhr bdquoabzubauenldquo Der endotherme Zerfall des N2O4 wird scheinbar beguumlnstigt

Beim Abkuumlhlen hingegen nimmt die braune Farbe ab (=gt NO2 - Abbau) Die exotherme (energieliefernde) Bildung des N2O4 wird beguumlnstigt

Erhitzen beguumlnstigt die endotherme Abkuumlhlen die exotherme ReaktionDie Gleichgewichtskonstante aumlndert sich

Aufgaben1 Formuliere mit eigenen Worten Wie wirken sich Konzentrationsaumlnderungen Druckaumlnderungen und

Temperaturaumlnderungen auf das chemische Gleichgewicht aus2 Wie aumlndert sich jeweils die Gleichgewichtskonstante Vorsicht bei der leichtfertigen Antwort -)3 Stelle das MWG fuumlr die Ammoniakbildung aus den Elementen auf Die Reaktion ist exotherm Wie

verschiebt sich das Gleichgewicht bei Temperaturerhoumlhung Temperaturverringerung Wie aumlndert sie jeweils die Gleichgewichtskonstante Wuumlrde sich eine Volumenaumlnderung (Druckaumlnderung) auswirken



Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts Das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht

Kohlensaumlure kennt jeder Sie ist in vielen Erfrischungsgetraumlnken enthalten Laumlsst man eine Flasche aber laumlnger offen stehen so entweicht sie (offenes System)Wird eine Sprudelflasche geoumlffnet so entstehen scheinbar schlagartig sehr viele Kohlensaumlureblaumlschen Beidiesem Beispiel liegt sowohl ein Gasgleichgewicht als auch ein Saumlure-Base-Gleichgewicht vor da Kohlensaumlure als schwache Saumlure reagiert

Was genau ist eigentlich Kohlensaumlure

Kohlensaumlure ist eine Saumlure welche in ihrer eigentlichen Formel (H2CO3) so im Grunde kaum vorkommt Sielaumlsst sich unter uumlblichen Bedingungen nicht als Reinstoff isolierenSie existiert nur geloumlst in Wasser wo sie hauptsaumlchlich zu einen Oxoniumion (H3O+ aus Proton + H2O entstanden) und dem Hydrogencarbonatanion reagiert

(1) H2CO3 + H2O (H3O)+ + (HCO3)ndash

ca 1 ca 99

Es liegt aber noch ein zweites Gleichgewicht vor welches zum Tragen kommt wenn eine houmlhere Saumlttigungmit Kohlensaumlure vorliegt

(2) H2CO3 H2O + CO2

Die Umkehrreaktion von (2) entspricht uumlbrigens der Bildung von Kohlensaumlure die Du aus der Mittelstufe noch kennst (Nichtmetalloxide bilden mit Wasser Saumluren)

Liegt nun sehr viel geloumlste Kohlensaumlure in einer Sprudelflasche vor so reagiert immer ein Teil der Kohlensaumlure zu Kohlenstoffdioxid Ist die Sprudelflasche nun geoumlffnet kann das Gas Kohlenstoffdioxid die Loumlsung verlassen (da nun Platz zum Entweichen ist) Das Kohlenstoffdioxid wird also dem Gleichgewicht entzogen da es nicht zur Kohlensaumlure zuruumlck reagieren kann Folglich entsteht immer mehr CO2 welches weiterhin die Sprudelflasche verlaumlsst Dies geschieht solange bis sich keine geloumlste Kohlensaumlure mehr im Wasser befindet

(3) H3O+ + (HCO3)ndash H2O + CO2

Desweiteren laumluft bei geringen Wassermengen noch eine weitere Reaktion ab die Bildung von Carbonationen Dies ist zB beim Eindampfen von Wasser der Fall Kalkablagerungen wie Kesselstein werden so beguumlnstigt

(4) H2O + (HCO3)ndash (H3O)+ + (CO3)2ndash

Ein chemisches Gleichgewicht kann also durch die Entnahme eines Stoffes (Produkt oder Edukt)beeinflusst werden Eine Ruumlckreaktion kann so zum Beispiel verhindert werden und so ein Stoff zur

100 Reaktion (also ohne Ruumlckreaktion) gebracht werden



Zusatzinformationen zum Thema Kohlensaumlurebull Erinnere Dich an die Mittelstufe Nichtmetalloxide und Wasser reagieren zu Saumluren Kohlensaumlure

kann also aus dem Gas CO2 hergestellt werden indem man es unter Druck in Wasser blaumlst Dabei loumlsen sich je nach Temperatur ca 02 des Gases indem es zu Kohlensaumlure reagiert Die Reaktionsgleichung entspricht der Gleichung (2)

(2) H2O + CO2 H2CO3

bull Im Labor ist es allerdings gelungen im wasserfreien und metallionenfreien Medium fluumlssiges H2CO3 herzustellen Dies ist aber eine Ausnahme

bull Kohlensaumlure kommt also im Grunde in drei verschiedenen Kohlensaumlureformen und als Kohlenstoffdioxid vor - freien Kohlensaumlure (H2CO3)- geloumlstes CO2

- Hydrogencarbonats - Carbonats

bull httpdewikipediaorgwikiKohlensaumlure

Aufgaben

1 Interpretiere die vorliegende Grafik unter dem Aspekt dass die Weltmeere atmosphaumlrisches Kohlenstoffdioxid speichern koumlnnen und so dem Treibhauseffekt (also der Erwaumlrmung des Planeten durch hohen Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphaumlre) entgegenwirkt

Quelle Bild Public Domain by Wikicommonsuser Leyo Thank you httpscommonswikimediaorgwikiFileHC3A4gg-Diagramm_KohlensC3A4uresvg



Wie reagiert das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht auf Aumlnderungen

Druck und Volumenaumlnderung

Bei einer geschlossenen Flasche ist der Platz uumlber der Fluumlssigkeit gering Es liegt einfuumlr Gase geschlossenes System vor In einer Sprudelflasche befinden sich uumlber der Fluumlssigkeit in der Gasphase neben Luftauch CO2-Molekuumlle Das Gleichgewicht muss zwangsweise auf der Seite der Edukte(also auf der Seite der Kohlensaumlure) liegen

H2CO3 + H2O H3O+ + (HCO3)ndash H2O + CO2

sehr wenig viel wenig

Wird die Sprudelflasche nun geoumlffnet so nimmt der Druck uumlber der Fluumlssigkeit sofortab da CO2 entweicht Durch den herrschenden Druck kann man dies sogar alsZischen houmlren Es steht nun genuumlgend freier Platz fuumlr Gase zur VerfuumlgungDer so entstandene bdquofreieldquo Platz kann durch weitere Kohlenstoffdioxidmolekuumlle gefuumllltwerden Diese entstehen sofort aus dem Gleichgewicht mit der Fluumlssigkeit

Da der Raum uumlber der Fluumlssigkeit nun enorm groszlig ist dem System dadurchsozusagen also ein Produkt entzogen wird wird solange neues Kohlenstoffdioxidgebildet bis kein Edukt mehr vorhanden ist Die Fluumlssigkeit ist nun abgestanden

H2CO3 + H2O H3O+ + (HCO3)ndash H2O + CO2 (uarr) sehr wenig sehr wenig viel

Wuumlrde man den Druck in einer Sprudelflasche kuumlnstlich mit CO2 erhoumlhen so wuumlrden mehr Gasmolekuumlle in die Loumlsung gehen (da sich ja die Konzentration der Gasmolekuumlle uumlber der Flaumlche erhoumlht)

=gt Das Gleichgewicht reagiert auf Druckaumlnderungen Bei hohem Druck liegt es eher auf der Seitedie weniger Gase freisetzt Das Gleichgewicht wird also zugunsten der Seite verschoben welche die

geringe Teilchenanzahl aufweist und somit das kleinere Volumen benoumltigt

Somit haben Druck- und Volumenaumlnderungen immer dann einen Einfluss auf das Gleichgewichtwenn sich die Anzahl der Teilchen (oder das Volumen)

bei Produkten und Edukten unterscheidet

Wuumlrden bei einer Reaktion zwei Gase miteinander zu zwei neuen Gasen reagieren so wuumlrde eine Druckaumlnderung das Gleichgewicht nicht verschieben

Das Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier und Braun (1888)

Uumlbt man auf ein chemisches Gleichgewicht einen Zwang in Form von Waumlrme oder Kaumllte Druck-oder Volumenaumlnderung bzw Entzug oder Zugabe von Stoffen aus

so verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite welche die Folgen der Aumlnderung am besten kompensiert (also verringert)

Das Gleichgewicht bdquopasst sichldquo also den Aumlnderungen an



Aufgabe Sauerstoffloumlslichkeit in Wasser

Wasser enthaumllt immer etwas geloumlsten Sauerstoff Angler und Aquarienfreunde wissen dass Fische im Sommer vor allem in wenig bewegten Tuumlmpeln oder schlecht beluumlfteten Aquarien ersticken koumlnnen

1 Ist die Sauerstoffloumlslichkeit abhaumlngig von der Temperatur Begruumlnde mit dem Prinzip von Le Chatelier

2 Liegt auch eine Abhaumlngigkeit vom Druck vor Versuche Beispiele zu finden und begruumlnde die Auswirkungen von Druckaumlnderungen ebenfalls mit Le Chatelier

Die Sauerstoffloumlslichkeit ist druck- und temperaturabhaumlngig je waumlrmer das Wasser desto wenigerSauerstoff kann sich im Wasser loumlsen

Je houmlher der Druck desto mehr Sauerstoff loumlst sich

Es liegt ein Gasgleichgewicht zwischen gasfoumlrmigen Sauerstoff und geloumlstem Sauerstoff vor Je houmlher die Temperatur desto mehr dehnen sich die Gase im Wasser aus und desto mehr Platz beanspruchen die Gasmolekuumlle Irgendwann herrscht sozusagen Platzmangel und die Gase verlassen die Fluumlssigkeit Das Gleichgewicht wirkt also der Temperaturerhoumlhung entgegen indem bdquoneuer Platz durch Verdunstung geschaffen wirdldquo

Erhoumlht man hingegen den Druck dann wird das Gas komprimiert und nimmt ein kleineres Volumen ein Geloumlst verbraucht es zudem weniger Platz im Loumlsemittel als in der daruumlber liegenden Gasphase Dem Druck wird (im Sinne Le Chateliers) entgegengewirkt indem sich Gasmolekuumlle im Wasser loumlsen

Zusatzinformationenbull Sauerstoffgehalt im Wasser

gt 6 mgl Wasser =gt guumlnstig fuumlr Fischelt 4-5 mgl =gt eher unguumlnstig fuumlr die meisten Fischartenlt 4 mgl =gt meist toumldlich fuumlr Fische

Aufgaben zum Massenwirkungsgesetz 1 Wie wirkt sich eine Druckaumlnderung auf das Gleichgewicht von Stickstoffdioxid und Di-

Stickstofftetraoxid aus2 Fasse zusammen Wie kann man ein Gleichgewicht verschieben3 Erklaumlre das Gasgleichgewicht in den Lungenblaumlschen welches zwischen Luftsauerstoff und

geloumlstem Sauerstoff im Blut herrscht4 Ammoniumchlorid und Wasser liegen im Gleichgewicht mit Ammoniak und Oxoniumionen Stelle die

Reaktionsgleichung auf und finde einen Weg das Gleichgewicht zugunsten des Eduktes (des Produktes) zu verschieben

5 Die Weltmeere sind bekanntlich der groumlszligte Kohlenstoffdioxidspeicher Erklaumlre den dahinter liegenden chemischen Vorgang und begruumlnde warum eine Temperaturerhoumlhung bzw eine weitere Zunahme des Kohlenstoffdioxidausstoszliges der Menschheit den Kohlenstoffdioxidgehalt der Atmosphaumlre ansteigen lassen

6 Welche der folgenden Reaktionen reagiert (und in welcher Weise) auf eine Veraumlnderung des VolumensC + CO2 2COCH4 + H2O CO + 3H2 CO + NO2 CO2 + NOCaCO3 CaO + CO2

2CH4 + O2 + 4N2 2CO + 4H2 + 4N2 2NO + O2 2NO2 CO + H2O CO2 + H2

ZusatzinformationenhttpdewikipediaorgwikiKohlenstoffdioxid



Dissoziation der Kohlensaumlure

Kohlensaumlure dissoziiert natuumlrlich in zwei Stufen Diese Dissoziation ist pH-Wert abhaumlngig

1 Dissoziationsstufe CO2 + 2H2O H3O+ + HCO3

ndash

2 DissoziationsstufeHCO3

ndash + H2O H3O+ + CO32ndash

=gt eine pH-Wert Verringerung fuumlhrt zu einer Verschiebung die mehr CO2 freisetzt Grund ist die Zunahme an freiem H+

Eine Erhoumlhung des pH-Werts verschiebt das Gleichgewicht zugunsten von HCO3ndash

Erklaumlrung der Y-Achse Jeweilige Anteile der Kohlensaumlureformen CO2 (HCO3)ndash bzw (CO3)2ndash bezogen auf die Gesamtkonzentration C Gesamt = C(CO2) + C(HCO3

ndash) + C(CO3)2ndash



Wie entsteht Kesselstein

In Gebieten mit bdquohartemldquo Wasser ist das Leitungswasser besonders kalkhaltig Dies sieht man dem Wassernicht an da der Kalk geloumlst ist

Der Kalk loumlst sich durch im Wasser enthaltenes Kohlenstoffdioxid Je mehr Kohlenstoffdioxid in Wasser enthalten ist desto mehr Kalk kann sich aufloumlsen Kohlenstoffdioxid bildet mit Wasser Kohlensaumlure so dass Hydrogencarbonat entsteht welches dann zu Calciumhydrogencarbonat reagiert welches sich viel besser in Wasser loumlst als das schwerloumlsliche Calciumcarbonat

CaCO3 (s) + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 (aq)

Beim Erhitzen des kalkhaltigen Leitungswassers verschiebt sich aber das Gleichgewicht da restliches enthaltenes CO2 als Gas verdraumlngt wird Erinnere Dich warmes Wasser kann keine Gase loumlsen

Das Gleichgewicht verschiebt sich also nach Le Chatelier auf die Seite der Edukte und Kalk wird frei der sich am Boden des Gefaumlszliges absetzt und fest wird



Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts I

V Untersuchen wir noch einmal das Eisen(III)chlorid Eisenthiocyanatgleichgewicht Dazu wird eine Loumlsungaus Eisenchlorid und Ammoniumthiocyanat ins Gleichgewicht gebracht und dann auf vier Reagenzglaumlser verteilt Jedes Reagenzglas sollte ungefaumlhr die gleiche Fuumlllhoumlhe haben

Versuchsdurchfuumlhrung Beobachtung Schlussfolgerung

RG1 Zugabe von weiterem FeCl3 wird dunkelrot Glgw verschiebt sich auf die Seite der Produkte

RG2 Zugabe von weiterem NH4Cl wird dunkelrot Glgw verschiebt sich auf die Seite der Produkte

RG3 Zugabe von weiterem Fe(SCN)3 wird hellgelb Glgw verschiebt sich auf die Seite der Edukte

RG4 Blindprobe (zum Vergleich)

FeCl3 + 3NH4(SCN) Fe(SCN)3 + 3NH4Cl ΔHlt0(gelb) (rot)

Erhoumlht man die Konzentration der Edukte so verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte

Eine Konzentrationserhoumlhung der Produkte hingegen verschiebt das Gleichgewicht auf die Eduktseite

Was passiert wenn nur ein Edukt hinzugegeben wirdDie Zufuhr nur eines Eduktes verschiebt die Reaktion ebenfalls auf die Seite der Produkte besonders wenn der zweite Eduktpartner in groumlszligerer Menge vorliegt

Was passiert wenn Stoffe aus dem Gleichgewicht entfernt werdenIn der chemischen Industrie wird oft so verfahren dass man bei Gleichgewichtsreaktionen nur das gewuumlnschte Produkt dem Gleichgewicht entzieht Das Gleichgewicht reagiert indem mehr Edukte zu einemweiteren Produkt reagieren und dem Zwang (Produktmangel) somit ausgewichen wird

=gt Wegnahme eines Partners verschiebt das Gleichgewicht in die Richtung die einen weiteren Teil des fehlenden Partners entstehen laumlsst


Uumlbt man auf ein im Gleichgewicht befindlichen System durch die Aumlnderung aumluszligerer Bedingungeneinen Zwang aus so verschiebt sich das Gleichgewicht derart dass diesem Zwang ausgewichen

wird

Aufgaben1 Wie kann man Gleichgewichte beeinflussen Nenne die Dir bekannten Moumlglichkeiten2 Wiederhole das Prinzip des kleinsten Zwangs Finde passende Beispiele



Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts II

Schauen wir uns nun nochmal das Chromat-Dichromationengleichgewicht vom Anfang des Kapitels an

1 Welche Auswirkungen hat eine Zugabe von Saumlure zum folgenden Chromat- Dichromatgleichgewicht

2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7

2- + 3H2O (gelb) (orange)

2 Erstelle das passende MWG

cGlgw(Cr2O72-)

Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashcGlgw

2(CrO42-) middot cGlgw

2(H3O+)

LoumlsungIm neutralen Milieu liegt das Gleichgewicht weitgehend auf der Seite der Edukte (=gt Farbe der Loumlsung gelb) Durch Zugabe von Saumlure beobachtet man einen Farbwechsel hin zu Orange Dies ist ein Hinweis aufeine Verschiebung des Gleichgewichtes hin zu den Produkten

c(Cr2O72-)

c(H3O+) steigt Kc mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashc2(CrO4

2-) middot c2(H3O+)

Der Wert des Bruches wird kleiner als Kc

bdquoUm wieder ins Gleichgewicht zu kommenldquo laumluft die Reaktion so lange nach rechts bis wieder gilt

cGl(Cr2O72-)

Kc = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashcGl

2(CrO42-) middot cGl

2(H3O+)

=gt Verschiebung des Gleichgewichts nach rechts



wird

=gt Es findet eine Verschiebung des Gleichgewichts zu den Produkten statt (also ein Ausweichendes Gleichgewichts (nach Le Chatelier) vor dem Zwang der Saumlurezugabe)



Anwendung Lenken (durch Verschiebung) eines Gleichgewichts zugunsten eines teuren Produktes=gt Entfernen eines Produktes =gt staumlndige Neueinstellung des Gleichgewichts =gt vollstaumlndige Umsetzung =gt maximale Ausbeute an Produkten bei geringstem Einsatz von Edukten

Vertiefungsaufgaben 1 In diesem Beispiel liegt ein Ausweichen vor dem Zwang der Saumlurezugabe vor Wie wirkt sich denn

nun eine Zugabe von OHndash Ionen auf das Gleichgewicht aus

Antwort Zugabe von OHndash fuumlhrt zur Neutralisation von H3O+-Ionen =gt Zwang =gt Verschiebung hin zu den Edukten =gt Gelbfaumlrbung

2 Wie wirkt sich eine Druckerhoumlhung aus Antwort Die Konzentration der gasfoumlrmigen Stoffe steigt im allgemeinen aber hier liegen keine Gase vor=gt Da weder bei Edukten noch bei Produkten Gase vorliegen aumlndert sich die Konzentrationen der beteiligten Stoffe nicht durch eine Druckerhoumlhung



Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Gleichgewichts

Betrachten wir die Ammoniaksynthese aus den Elementen

N2 + 3H2 2NH3

Wie veraumlndert sich das Gleichgewicht wenn man den Druck auf das System veraumlndert

Beispielc(N2) = 1 moll 12 mol2 l2 c(H2) = 1 moll =gt Kc = mdashmdashmdash middot mdashmdashmdashmdashmdashc(NH3) = 1 moll 1 middot 13 mol4 l4

Bei Aumlnderung des Volumens auf die Haumllfte

c(N2) = 1 moll 22 mol2 l2 c(H2) = 1 moll =gt Kc = mdashmdashmdash middot mdashmdashmdashmdashmdashc(NH3) = 1 moll 2 middot 23 mol4 l4

allg a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)

c + d = a + b keine Auswirkung des Drucks

c + d gt a + b Gleichgewicht bei Druckerhoumlhung nach links verschoben

c + d lt a + b Gleichgewicht bei Druckerhoumlhung nach rechts verschoben

Eine Druckerhoumlhung verschiebt das Gleichgewicht einer chemischen Reaktion auf die Seite mit der kleineren Stoffmenge gasfoumlrmiger Reaktionspartner

Die Gleichgewichtskonstante Kp bleibt gleich



Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts

Betrachten wir noch einmal das Stickoxidgleichgewicht Das Gas wird zur Untersuchung in einen Kolbenprober gefuumlllt

Verschluss


V Wie veraumlndert das Gleichgewicht seine Lage wenn in eine Druckveraumlnderung in dem Reaktionsgefaumlszlig stattfindet Zur Uumlberpruumlfung wird das Gas im Kolbenprober komprimiert

B Ein Komprimieren des Gases im Kolbenprober fuumlhrt zur Entfaumlrbung Ein Dekomprimieren (also ein Herausziehen des Stempels) fuumlhrt zur Farbsaumlttigung

S Gasteilchen egal wie groszlig sie sind nehmen immer das gleiche Volumen ein (erinnere Dich an das Kapitel zum molaren Volumen 1 mol eines Gases nimmt bei Standardbedingungen 244 Liter und bei Normalbedingungen 224 Liter ein)

Bei einer Druckerhoumlhung verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite des N2O4 da sich somit die Teilchenanzahl verringert

Bei Druckerhoumlhung verschieben sich Gasgleichgewichte zu der Seite welche die geringe Teilchenanzahl hat

Eine Druckveringerung verschiebt das Gleichgewicht zu der Seite welche ein groumlszligereTeilchenanzahl hat

Dies ist an den Koeffizienten in der Reaktionsgleichung ablesbar

Siehe Das heterogene Gleichgewichtssystem FeOCO und das Boudouard-Gleichgewichthttpwwwchemieunterrichtdedc2mwgg-feo_cohtm



Thermodynamische Uumlberlegungen zum Massenwirkungsgesetzes (LK)

Das Massenwirkungsgesetz ist eine Formel welche aus den Reaktionsgeschwindigkeitsgesetzen abgeleitet wurde

Allgemein gilt

A + B C + D

=gt V = - k middot [A] middot [B] sowie V = k middot [C] middot [D]

Da im Gleichgewichtszustand beide Geschwindigkeiten gleich sind kann man die Formeln beide gleichsetzten und die beiden k zu einem neuen K zusammenfassen Das negative Vorzeichen flieszligt in die neue Konstante mit ein

- k middot [A] middot [B] = k middot [C] middot [D] =gt

-k [C] middot [D]mdash = K = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash k [A] middot [B]

Eine thermodynamische Betrachtung des Massenwirkungsgesetzes hingegen ist etwas komplizierterMan stellt sich dazu vor dass man die Energiezustaumlnde am Ende der Ruumlckreaktion und am Ende der Hinreaktion vergleichtWir nehmen folgendes Gleichgewicht an

Allgemein gilt

A + B C + D

Die folgende Formel der freien Gibbschen Energie beschreibt eine Verbindung des ersten und zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik

ΔG = ΔG0 + R T ln K

K= GleichgewichtskonstanteR = 8314 Jkmiddotmol (allgemeine Gaskonstante)ΔG0 = ΔG bezogen auf Standardbedingungen (1moll 2933K 101325hPa)

Fuumlr K setzten wir nun das MWG ein

[C]c middot [D]d

ΔG = ΔG0 + RT middot ln mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash[A]a middot [B]b

=gt liegen im Gleichgewicht alle Konzentrationen bei 1 moll so gilt ΔG = ΔG0

Fuumlr das chemische Gleichgewicht gilt weiterhin ΔG = 0 da im Gleichgewichtszustand keine Arbeit mehr geleistet wird und sich freiwilliges Ablaufen und nicht freiwilliges Ablaufen die Waage halten



Fasst man nun diese Gleichungen zusammen gilt

0 = ΔG0 + RT middot ln K

ΔG0 = - RT middot ln K

Also laumlsst sich daraus die freie Gibbsche Energie im Standardzustand berechnenDazu fuumlgen wir die Gleichungen zusammen

[C]c middot [D]d

=gt ΔG = - RT middot ln K + RT middot ln mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash [A]

a middot [B]

b

Diese Beziehung die man erhaumllt gilt fuumlr beliebige chemische Reaktionssysteme welche sich nicht im Gleichgewichtszustand befinden (= vanacutet Hoffsche Reaktionsisotherme)

Da Reaktionen nur Ablaufen wenn ΔG negativ ist kann man nun mithilfe dieser Gleichung vorhersagen wie und in welche Richtungen Reaktionen ablaufen



Uumlbungsaufgaben zum MWG

Tipp zur Vorgehensweise beim Rechnen mit dem Massenwirkungsgesetz

1 Uumlberlege zuerst welche Groumlszligen bereits bekannt sind und welche gesucht sind2 Reaktionsgleichung aufstellen3 MWG aufstellen4 Gleichgewichtskonzentrationen errechnen und einsetzen

1 Bildung von Chlorwasserstoff aus den Elementen

Es gilt

H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g) ΔH = - 278 kJ mol

Bei 300degC liegen im Gleichgewicht folgende Konzentrationen vor[H2] = 05 moll [Cl2] = 05 moll [HCl] = 10 moll

a) Stelle das MWG auf und berechne Kb) Welche Aussage uumlber das Gleichgewicht kann man dem so berechneten Wert K entnehmen c) Durch eine weitere Zugabe von Wasserstoff liegt nun eine Gleichgewichtskonzentration der Edukte von 1 moll Wasserstoff und weiterhin 05 moll Chlor vor Berechne die Konzentration an Chlorwasserstoff im Gleichgewicht

Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2

K= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 400 [H2] middot [Cl2] 05 moll middot 05 moll

b) Das Gleichgewicht liegt deutlich auf Seiten der Produkte

c) K ist konstant

[HCl]2 x2

=gt K= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash lt=gt mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 400 [H2] middot [Cl2] 1moll middot 05moll

lt=gt x = 400 middot 1 moll middot 05 moll

lt=gt x2 = 200 mol2l2

lt=gt x = radic200 = 1414 moll



2 Das Gleichgewicht von Nitrosylchlorid

Nitrosylchlorid (ONCl) kann aus dem Saumlurerest der salpetrigen Saumlure und einem Chloridion gebildet werden Es ist als Gas nicht sehr stabil In einem 1 l fassenden Glaskolben wird 1 mol ONCl auf 500K erhitzt 9 des Gases reagiert zu Stickstoffmonooxid und Chlor

a) Stelle die Reaktionsgleichung und das MWG aufb) Bestimme K

Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2

Da 9 des ONCl dissoziieren liegen also 91 (091 mol) davon vor 009 mol davon reagieren zu den Produkten Es entstehen also 009 mol NO (da das gleiche Anteilverhaumlltnis wie ONCl lauf Reaktionsgleichung vorliegt) und 0045 mol Chlor

Alles ins MWG eingesetzt

[NO]2 middot [Cl2] 0092 mol2l2 middot 0045 moll

K= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 44 middot 10 -4 [ONCl]2 0912 mol2l2

3 Stickstoffdioxid - Di-Stickstoff-Tetraoxid-Gleichgewicht

Beim Stickstoffdioxid Di-Stickstoff-Tetraoxid-Gleichgewicht hat man bei 298K die folgenden Konzentrationen gemessen Bestimme Kc

[N2O4] = 43 middot 10-2 moll[NO2] = 14 middot 10-2 moll

Loumlsung 2 NO2 N2O4 H = -56 kJ

[N2O4] 43 middot 10-2 moll

K= mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 219 [NO]2 (14 middot 10-2 )2 mol2l2



4 Das Schwefelsaumlure-Kontaktverfahren

Bei 1000K dissoziieren beim so genannten Kontaktverfahren von 1 Liter gasfoumlrmigen Schwefeltrioxid (c=006moll ) 367 des Schwefeltrioxids zu Schwefeldioxid und Sauerstoff H fuumlr diese Reaktion ist 198 kJmol

a) Stelle die Reaktionsgleichung und das MWG aufb) Bestimme die Gleichgewichtskonzentrationen der beteiligten Substanzenc) Bestimme K bei 1000K

Loumlsung

a) Reaktionsgleichung MWG

2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]

cGlgwc(C) middot cGlgw

d(D)a A + b B c C + d D K = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash

cGlgwa(A) middot cGlgw

b(B)

Beachten die Produkte des exothermen Schritts stehen im Zaumlhler

[SO3]2 =gt = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash

[SO2]2 middot [O2]



b) RechnungDer Einfachheit halber teilen wir die Reaktionsgleichung nun durch zwei

2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2

Das ewige Problem welche Konzentrationen liegen im Gleichgewicht vorEs dissozieren 367 dh 633 reagieren nichtDa ich weiszlig dass 006 mol SO3 vorlagen folgt daraus das zum Zeitpunkt des Gleichgewichts folgende Konzentrationen vorliegen

[SO3] = 0633 middot 006 = 003798 moll[SO2] = 006mol-003798mol = 002202 moll[O2] = (006mol-003798mol)2 = 001101 moll

Erklaumlrung Im Gleichgewicht liegen die Stoffe natuumlrlich nicht zu 100 vor da es ja ein Gleichgewicht ist Das heiszligt von den 006mol SO3 sind nur noch 633 vorhanden

Daraus folgt dass die Konzentration an SO2 die Differenz von der Ausgangskonzentration minus der nicht reagierten Stoffmenge an SO3 entspricht

Laut Reaktionsgleichung muss die Konzentration an O2 die Haumllfte betragen

Nun noch alles ins MWG einsetzen

K = [SO3] 2 [SO2]2 middot [O2]

K = [003798 moll]2 [002202 moll]2 middot [001101 moll]K = 000144 moll 00004848moll middot 001101moll

K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)

Zum Schluss die Signifikanzbetrachtung Die Genauigkeit der Angaben liegt bei nur 2 () Nachkommastellen da die Konzentrationen nur 2 Nachkommastellen vorgaben obwohl die angegebenen Prozentwerte 3 Nachkommastellen vorgegeben haben



5 Das WasserstoffIod-Iodwasserstoff-Gleichgewicht

In ein Einlitergefaumlszlig wird bei 425degC heiszliges Iodwasserstoffgas gefuumlllt Im Gleichgewicht liegen noch 0500 moll davon vor K betraumlgt 545 Bestimme die Konzentration der weiteren im Gleichgewicht befindlichen Stoffe

Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2

K= mdashmdashmdashmdashmdash da [H2] = [I2] =gt mdashmdashmdashmdash = 545 [H2] middot [I2] [H2]2

[HI]2 (0500)2 mol2l2

[H2]2 = mdashmdashmdashmdash = mdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdashmdash = 00046 mol2l2

545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll



6 Schwere Aufgabe zum Massenwirkungsgesetz

Ein theoretischer Versuch mit den beiden Stoffen A und B wird durchgefuumlhrt Beide Stoffe reagieren langsam zu dem Produkt C Es liegt ein Gleichgewicht vor

A + B C

In dem Reaktionsgefaumlszlig werden nach der Einstellung des Gleichgewichts die Konzentrationen bestimmtcGlgw(A) = 1 mollcGlgw(B) = 1 moll cGlgw(C) = 2 moll

a) Berechne Kcb) Nach der ersten Messung wird nun die Konzentration des Stoffes B auf 2 moll erhoumlht Die Temperatur hat sich nicht veraumlndert Berechne die neuen Gleichgewichtskonzentrationen der drei Stoffe

Loumlsunga) GegebencGlgw(A) = cGlgw(B) = 1 mollcGlgw(C) = 2 moll =gt Kc = 2 lmol

b) Gesucht cGlgwacute (X) bei Erhoumlhung von c(B) auf 2 moll

=gt neue Ausgangskonzentrationencoacute (A) = 1 mollcoacute (B) = 2 mollcoacute (C) = 2 moll

Nach Le Chatelier fuumlhrt eine Zugabe von B zu einer Gleichgewichtsverschiebung hin zu C da so die Konzentration an B abgebaut wird (und so der Zwang verringert wird)=gt Das Gleichgewicht wird also nach rechts verschoben=gt Die Konzentration an B nimmt um den Betrag x ab (x mol von B werden bis zur Gleichgewichtseinstellung verbraucht)=gt Da B immer mit der gleichen Menge A reagiert nimmt auch dessen Konzentration um den Faktor x ab=gt Die Konzentration an C nimmt um den Faktor x zu (Achtung nicht 2x da laut Reaktionsgleichung nur 1 C entsteht)

=gt Die neuen GleichgewichtskonzentrationencGlacute (A) = (1-x) mollcGlacute (B) = (2-x) mollcGlacute (C) = (2+x) moll

2+x mollNun noch schnell ausrechnen 2 lmol = mdashmdashmdashmdashmdash mdashmdashmdash

(1-x) middot (2-x) mol2l2

2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16

=gt (x1 = 3186 - nicht moumlglich da B dann negativ waumlre)

=gt x2 = 0314

cGlacute (A) = 0686 mollcGlacute (B) = 1686 mollcGlacute (C) = 2314 moll



Weitere Aufgaben

7 Propylsaumlure-ethylester wird aus der entsprechenden Saumlure und dem Alkohol gebildet Die Bildung ist exotherm K = 4 Berechne die entstehende Stoffmenge an Ester wenn man 5mol Saumlure und 3mol Alkohol zusammen mischt

8 Im Labor wird 1l einer 01molarer Ameisensaumlure hergestellt Bei 25degC misst man den pH-Wert von 238 a) Stelle die Saumluredissoziationsgleichung mit Wasser auf und formuliere das MWG

(Hinweis c(Wasser) = 1 =gt Wasser im MWG vernachlaumlssigen)

b) Berechne K c) Wie viel der eingesetzten Saumlure sind dissoziiert

9 Bei 25degC und Normaldruck hat N2O2 zu 20 zu NO reagierta) Stelle die Reaktionsgleichung fuumlr diese Dissoziation auf und berechne Kb) Berechne die prozentuale Dissoziation bei 27degC und 110 des Normaldrucks

10 Bei 420degC reagieren in einem 1l-Glaskolben 1middot10-3 mol Wasserstoff mit 1middot10-3 mol Iod Die Reaktion ist exotherm K = 46 Berechne die Konzentration der einzelnen Stoffe im Gleichgewicht



Loumlsungen

7 MWG K=C(Ester)middotC(H2O) C(Ethanol) middot C(Propylsaumlure)

K soll hierbei gleich 5 sein damit das so ist muumlssen die Stoffe im Verhaumlltnis 4 zu 1 fuumlr den Zaumlhler also die Produkte sein siehe K=41 = 4

Da beide Stoffe also Ethanol und Essigsaumlure im Verhaumlltnis 11 reagieren koumlnnen nur max 2mol des Ethanols umgesetzt werden da fuumlr mehr nicht genug Essigsaumlure vorhanden ist

Diese 2 mol die umgesetzt werden werden im Verhaumlltnis 5 zu 1 umgesetzt das heiszligt 16 mol werden umgesetzt und 04 mol bleiben

Also 1604 = 41

8

a) H2O + HCOOH H3O+ + HCOOndash

b) Abgeleitet aus dem MWG gilt folgendes

[H3O+] middot [HCOOndash]Ks = ---------------------------

[H2O] middot [HCOOH]

[H3O+] = 10-pH = 4169 middot 10 ndash3 moll (das ist schon die Konzentration im Gleichgewicht)

[H3O+] middot [HCOOndash]Ks = --------------------------- (MWG mit Wasser = 1 da sich die Konzentration kaum aumlndert)

1 middot [HCOOH]

Ein weiterer Trick hilft da die beiden Konzentrationen der Produkte gleich sind kann man sie auch zusammenfassen (als x) [H3O+] = [HCOOndash] =gt [H3O+] middot [HCOOndash] = x2

x2 [1738 middot 10ndash5 moll]2

=gt Ks = ----------------------- = ----------------------------------------------- [HCOOH]glgw (01 moll - [4169 middot 10ndash3 moll]) (um den Betrag des H3O+ nimmt ja

die Konzentration der Saumlure ab)

Ks = 1813 middot 10 ndash4

9 Wenn von 100 N2O2-Teilchen 20 dissoziieren macht das 40 NO-Teilchen Also Summe 120 Da der Partialdruck zur Stoffmenge proportional ist folgt daraus p(N2O2)=23 und p(NO)=13 Einsetzen und Kp ausrechnen

10 Reaktionsgleichung H2 + I2 2HI



c(H2-GLGW) =10-3 - 05x c(I2-GLGW) =10-3 - 05x c(HI-GLGW) =x

46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3

=gt c (H2 I2) = je 23 middot10-4 molc (HI) = 154middot10-3 moll

Die Auswirkung von Konzentrationsaumlnderungen der Reaktionsteilnehmer

In dieser Station wirst Du die Gleichgewichtsreaktion von Eisen(III)nitrat und Kaliumthiocyanat kennen lernen Sie reagieren zum roumltlichen Eisen(III)thiocyanat-Komplex

Fe3+(aq) + 3 SCNndash

(aq) Fe(SCN)3 (aq)

Aufgabe 1 Welche Ionen enthalten die beiden Loumlsungen

Aufgabe 2 a) Erstelle das MWGb) Wird dem Reaktionsgefaumlszlig nach Einstellen des Gleichgewichts neues Fe3+ hinzugefuumlgt so reagiert das Gleichgewicht Sage voraus wie die Reaktion aussehen wird c) Was passiert bei Zugabe von weiterem SCNndashd) Welche Gleichgewichtsverlagerung findet bei einem Entzug von Eisenionen aus der Loumlsung statte) Uumlberpruumlfe Deine Vorhersagen experimentell

Versuch Gleichgewichtsbeeinflussung durch Konzentrationsaumlnderungen

Material Fe(NO3)3 [0004 moll]KSCN [0008 moll]Gelborange S [1 gl]Fe(NO3)3 KSCN NaH2PO4

2 50ml Messzylinder7 Reagenzglaumlser Reagenzglasgestell 3 Tropfpipetten Pipettenhaltersowie Spatel Brenner Spritzflasche destilliertem Wasser Papiertuumlchlein

Beachte Um Verschmutzungen zu vermeiden bitte fuumlr jede Loumlsung eine eigene Pipette verwendenNicht die Vorratsgefaumlszlige mit schmutzigen Spateln verunreinigen

1) Messen Sie von den Loumlsungen der beiden Edukte je 15 ml ab (durch umgieszligen Feineinstellung mit Pipette) Vereinigen (und durchmischen) Sie anschlieszligend die beiden Loumlsungen in einem Messzylinder

2) Welche Farben haben die am Gleichgewicht beteiligten Teilchen Nitrationen sind farblos

3) Geben Sie in 6 Reagenzglaumlser je etwa 5 ml der in (1) erhaltenen Loumlsung Das erste Reagenzglas dient als Referenz (damit Sie die Farbe der unveraumlnderten Loumlsung vor Augen haben) In den anderen 5 Reagenzglaumlsern werden Sie in den folgenden Schritten das Gleichgewicht veraumlndern

4) Geben Sie ins zweite Reagenzglas eine kleine Spatelspitze (nicht einen gehaumluften Spatel) Fe(NO3)3 und schuumltteln Sie zur Durchmischung Stimmt die beobachtete Veraumlnderung mit der in Aufgabe 2 vorausgesagten uumlberein

5) Welche Veraumlnderung erwarten Sie bei SCNndash-Zugabe



6) Geben Sie ins dritte Reagenzglas eine kleine Spatelspitze KSCN und schuumltteln Sie Wird die Erwartung bestaumltigt

7) NaH2PO4 bildet mit Fe3+ eine Faumlllung von schwerloumlslichem Eisenphosphat Was erwarten Sie demnach bei NaH2PO4-Zugabe - Uumlberpruumlfen sie im vierten Reagenzglas

8) Geben Sie in das noch leere Reagenzglas 5ml der Loumlsung von bdquoGelborange Sldquo einem relativ stabilen organischen Farbstoff Sie sollte etwa dieselbe Faumlrbung haben wie die noch unveraumlnderte Loumlsung im fuumlnften Reagenzglas Verduumlnnen Sie nun den Inhalt dieser beiden Reagenzglaumlser mit destilliertem Wasser auf das etwa vierfache Volumen Was beobachten Sie und wie erklaumlren Sie Ihre Beobachtung (Massenwirkungsgesetz)

9) Bleibt noch das sechste Reagenzglas Erwaumlrmen Sie es leicht mit dem Brenner (schuumltteln) Wie beeinflusst die Temperatur die Gleichgewichtskonstante



Die groszligtechnische Erzeugung von Ammoniak Das Haber-Bosch-Verfahren

Warum brauchen die Menschen Ammoniak

Pro 100 kg Doppelzentner Weizen werden von den Pflanzen ca 3 kg Stickstoff dem Boden entnommen und in den Pflanzen gespeichert Meistens wird Stickstoff in Form von Nitrat aufgenommenDieses Nitrat stammt aus abgestorbenen Pflanzen und Tieren welche zuerst zu NH3 und NH4-Salzen abgebaut werden Bakterien stellen dann daraus Nitrat und Nitrit her In den Pflanzen wird der Stickstoff fuumlr Aminosaumluren und zum Aufbau der DNA genutztDie natuumlrlichen Mengen an Stickstoff im Boden sind ausreichend fuumlr die Natur und die Pflanzen die darauf wachsen allerdings nicht fuumlr einen intensive Landwirtschaft Damit ein Bauer genuumlgend Ernteertrag hat muss er zusaumltzlichen Stickstoffduumlnger zufuumlgen Doch woher kommt dieser Bis zum Ende des Ersten Weltkriegs war Deutschland abhaumlngig von Salpeterimporten aus Chile Salpeter ein aumllterer Ausdruck fuumlr NitratsalzeWissenschaftler haumltten damals schon gerne den Stickstoffduumlnger selbst hergestellt Schlieszliglich befinden sich in der Luft 78 N2

Kann die folgende Reaktion genutzt werden

N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ

Waumlhrend Wasserstoff eine hohe Reaktivitaumlt besitzt ist Stickstoff extrem reaktionstraumlge Es wird ja auch deswegen als Inertgas verwendet) Einer der Gruumlnde liegt in der sehr festen N ordm N Dreifachbindung

Das Problem der Reaktion ist also dass das Gleichgewicht bei Normalbedingungen und Normaldruck nahezu vollstaumlndig auf der linken Seite bei den Edukten liegt Luftsauerstoff reagiert im Grunde nicht bei diesen TemperaturenWie kann also die Ausbeute erhoumlht werden

Ammoniak dient als Rohstoff fuumlr die Produktion vonbull Duumlnger (34) bull Pflanzenschutzmittelnbull Kunststoffenbull Farbstoffenbull Sprengstoffenbull Medikamenten

Die theoretisch optimalen Versuchsbedingungen mit einer hohen Ausbeute an NH3 waumlrenbull tiefe Temperatur da es eine exotherme Reaktion ist Das Problem die Reaktionsgeschwindigkeit

wird zu gering (die Aktivierungsenergie muss uumlberwunden werden )bull hoher Druck da bei der Reaktion eine Verminderung der Teilchenzahl erfolgt

Das Problem bei zu hohem Druck ist die Explosionsgefahr bei Ermuumldung des Materialsbull geschlossenes System da eine Reaktion mit gasfoumlrmigen Edukten und Produkten vorliegt

Methoden zur Erhoumlhung der Ausbeute

bull Eine Erhoumlhung der Temperatur wuumlrde die Ausbeute kaum erhoumlhen denn dieser Schritt fuumlhrt zur Verlangsamung der Reaktion da sie exotherm ist

bull Eine Erhoumlhung des Drucks hingegen ist eine gute Methode da aufgrund der geringeren Teilchenanzahl bei den Produkten eine Druckerhoumlhung diesen Schritt beguumlnstigt und somit die Produktausbeute erhoumlht

Kc = csup2(NH3) (N2) middot csup3(H2)



Vergleiche mit der Knallgasreaktion bull bei 10degC dauert es 108 Jahre bis zur Gleichgewichtseinstellung bull bei 730 degC dauert es 10-5 Sekunden

Fritz Haber (1868-1934) - NH 3-Synthese

Haber und Bosch haben das eigentliche Verfahren zur Produktion von Ammoniak dann letztlich erfunden da sie passende Katalysatoren (einen Osmiumkatalysator) zufuumlgten und alles als Kreisprozess aufbauten

Ammoniak- Ammoniak-Synthese Abscheidung

Ruumlckfuumlhrung von N2 und H2

Patentanmeldung 1909 mit einer Apparatur fuumlr 80 gh

Erinnere Dich was ein Katalysator ist Katalysatoren erhoumlhen die Reaktionsgeschwindigkeit indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen wodurch sich das chemische Gleichgewicht schneller einstellt es kommt jedoch zu keinerlei Gleichgewichtsverschiebung Kc bleibt unveraumlndert

Insofern war das Einsetzten eines Katalysators auch eine gute Idee Es beschleunigt die Einstellung des Gleichgewichts Ammoniak wird also schneller produziert Die Lage des Gleichgewichts bleibt unveraumlndert

BASF produziert ab 1913 Ammoniak

Ab 1913 lief die erste groszligtechnische Produktion Ludwigshafen mit 30 tTag

Bereitstellung der Ausgangsstoffe (Das Synthesegas)Stickstoff aus der Luft (80)Wasserstoff durch Steam-Reforming (bdquoDampfspaltungldquo)

a) Primaumlr-ReformingCH4 + H2O ---NiO2 Al2O3----gt CO + 3 H2

b) Sekundaumlr-Reforming (Verwertung nicht umgesetzten Methans)CH4 + O2 ----gt 2 CO

c) Konvertierung des KohlenstoffmonoxidsCO + H2O (g) CO2 + H2

Hinweisebull CO2 wird ausgewaschen (mit CaCO3-Lsg)bull Katalysatorgifte Reste von CO und CO2 laumlsst man mit H2 zu Methan und Wasser reagieren

Aufgaben1 Welches Volumen an N2 und H2 sind fuumlr die Produktion einer Tonne NH3 noumltig (Bei

Normalbedingungen)2 Wie wird heute aus Wasser Wasserstoff gewonnen3 Wie wirkt sich ein Katalysator auf das chemische Gleichgewicht aus



Massenwirkungsgesetz bei Gasen

Fuumlr ideale Gase gilt folgender Zusammenhang

Ideales Gas p middot V = n middot R middot T R= 8314 Jmol K (R = ideale Gaskonstante)

c = nV

p = R middot T middot nV =gt p = konst middot c (in einem geschlossenen System )

Reaktion H2 + I2 2HI

Kp = psup2 (HI) p(H2) middot p(I2)

allgemein aA + bB --gt cC + dD

Kp = p c (C) middot p d (D) pa(A) middot pb(B)



Zusammenfassung Einfluumlsse auf das chemische Gleichgewicht

Nicht vergessen Die Reaktionskoeffizienten gehen immer als Exponenten in das MWG ein

1) Temperaturaumlnderung und chemisches Gleichgewicht

bull Eine Temperaturerhoumlhung bewirkt eine Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung der endothermen Reaktion (K)

bull Eine Temperaturerniedrigung verschiebt das Gleichgewicht in Richtung der exothermen Reaktionbull Die Gleichgewichtskonstante aumlndert sich durch Temperaturaumlnderungen bull =gt Kc ist temperaturabhaumlngig

2 Stoffmengenaumlnderung (Konzentrationsaumlnderung) und chemisches Gleichgewicht

bull Fuumlr Gleichgewichte gilt A + B lt==gt C + Dbull Entzieht man einen Reaktionspartner (zB C) aus einer Gleichgewichtsreaktion kommt es zu einer

Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung der entsprechenden Seite (hier bdquoNachbildungldquo von C =gt Verschiebung in Richtung Produkte)

bull Fuumlgt man einen Reaktionspartner hinzu (zB C) kommt es zur Verschiebung in die Richtung der entgegengesetzten Seite (hier Umsetzung von C =gt Verschiebung in Richtung Edukte)

bull =gt Die Erhoumlhung der Konzentration eines Reaktionsteilnehmers beguumlnstigt die Reaktion bei der dieser verbraucht wird Eine Erniedrigung der Konzentration beguumlnstigt die Reaktion bei der eine Nachbildung erfolgt

bull Der Wert von Kc aumlndert sich nicht bull =gt Kc ist nicht konzentrationsabhaumlngig

Wenn die Konzentrationen der Edukte oder der Produkte veraumlndert werden verschiebt sich das Gleichgewicht aber Kc bleibt gleich

3 Druckaumlnderung (Volumenaumlnderung) und chemisches Gleichgewicht

bull Drucke spielen nur eine Rolle bei Reaktionen mit beteiligten Gasenbull Bei konstanter Temperatur bewirkt eine Druckerhoumlhung (Volumenverkleinerung) eine Verschiebung

des chemischen Gleichgewichts in Richtung geringerer Teilchenzahlbull Eine Druckminderung (= Volumenvergroumlszligerung) verschiebt das Gleichgewicht in Richtung der

groumlszligeren Teilchenzahlbull Der Wert der Konstanten Kc aumlndert sich nichtbull =gt Kc ist nicht druckabhaumlngig

Wenn die Partialdruumlcke der Edukte oder der Produkte veraumlndert werden verschiebt sich das Gleichgewicht aber Kc bleibt gleich

Der Druck definiert (molares Volumen) die Anzahl der Teilchen pro Raumeinheit

Das heiszligt je houmlher der Druck desto groumlszliger die Konzentration Druckaumlnderungen wirken daher wie Konzentrationsaumlnderungen



Wiederholungsaufgaben zum Thema chemisches Gleichgewicht

1 Erklaumlre das Eisenthiocyanatgleichgewicht2 Definiere chemisches Gleichgewicht3 Warum kann man sagen dass chemische Gleichgewichtsreaktionen aumluszligerlich zum Stillstand

gekommen sind4 Warum sind chemische Gleichgewichte dynamisch5 Nenne das Prinzip von Le Chatellier6 Nenne zu jeder der vier Arten von Gleichgewichtsreaktionen je ein Beispiel

(Loumlsungsgleichgewicht Gasgleichgewicht Saumlure-Base-Gleichgewicht Redox-Gleichgewicht)7 Erklaumlre das Chromat Dichromatgleichgewicht genau8 Erklaumlre das Stickoxidgleichgewicht genau 9 Das Iodwasserstoffgleichgewicht ist ein gutes Beispiel fuumlr Le Chatellier Wende sein Prinzip auf

dieses Gleichgewicht an und erklaumlre Auswirkungen wenn man Druck bzw Temperatur veraumlndert10 Was ist das MWG Wie stellt man es auf und welche Aussage trifft K11 Erklaumlre warum Mineralwasser in einer Sprudelflasche nach einiger Zeit kein bdquoSprudelldquo mehr enthaumllt12 Fasse zusammen Wie kann man ein Gleichgewicht verschieben13 Erklaumlre das Gasgleichgewicht in den Lungenblaumlschen welches zwischen Luftsauerstoff und

geloumlstem Sauerstoff im Blut herrscht14 Beschreibe die Ammoniaksynthese Bei welchen Bedingungen findet sie statt Warum gerade bei

diesen Bedingungen15 Beschreibe das Boudouard-Gleichgewicht16 Welche Gleichgewichte spielen bei der Produktion von Schwefelsaumlure ein Rolle17 Rechne alle Gleichgewichtsaufgaben im Buch18 Welche der folgenden Reaktionen reagiert (und in welcher Weise) auf eine Veraumlnderung des

VolumensC + CO2 2COCH4 + H2O CO + 3H2 CO + NO2 CO2 + NOCaCO3 CaO + CO2


19 a) Beschreibe die Reaktion von Wasserstoff mit Iodb) Es ist eine umkehrbare Reaktion Nenne drei Moumlglichkeiten der Einstellung des Gleichgewichtsc) Wie veraumlndert sich die Konzentration mit der Zeit

20 Was ist das Massenwirkungsgesetz21 Stelle das MWG fuumlr die Reaktion der Ammoniaksynthese aus den Elementen auf22 Fuumlr eine Reaktion werden Wasser Eisen(III)nitrat und Kaliumthiocyanat gemischt

a) Welche Ionen enthalten die beiden Loumlsungen b) Welche Ionen spielen fuumlr die Reaktion nur eine Rollec) Erstelle das MWGd) Was geschieht bei einer Zugabe von Natriumthiocyanat

23 Ein Gefaumlszlig mit V = 05 l enthaumllt bei 700 K im Gleichgewicht 00069 mol HI00010 mol I2

00009 mol H2Berechne Kc



Inhalt



Chemisches Gleichgewicht II Das Chromat - Dichromatgleichgewicht ein Saumlure-Base-Gleichgewicht











Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen





Fritz Haber (1868-1934) - NH3-Synthese










Inhalt

Kapitel 22 Das chemische Gleichgewicht1Inhalt 2Was ist ein chemisches Gleichgewicht4Chemisches Gleichgewicht I reversible Reaktionen5Chemisches Gleichgewicht II Das Chromat - Dichromatgleichgewicht ein Saumlure-Base-Gleichgewicht 6Chemisches Gleichgewicht III Bildung von Eisenthiocyanat7

Der Gleichgewichtspfeil verdeutlicht den Gleichgewichtszustand7Chemisches Gleichgewicht IV NO2 und N2O4 - ein chemisches Gasgleichgewicht8Chemisches Gleichgewicht V Untersuchung der Bildung von Essigsaumluremethylester9

Konzentrationsbestimmung der gebildeten Produkte9Definition chemisches Gleichgewicht10Merkmale des chemischen Gleichgewichts10

Messprotokoll einer Veresterungs- Verseifungsreaktion11Variation des Experimentes12

Beispiele fuumlr Gleichgewichtsreaktionen13Gleichgewichtstypen13Wichtige Beispiele fuumlr chemische Gleichgewichte13

Merkmale eines chemischen Gleichgewichts13Folgende Merkmale sind fuumlr Gleichgewichtsreaktionen typisch13

Einstellung des chemischen Gleichgewichtes14Wasserstoff-Iod-Redox-Gasgleichgewicht14

Das Massenwirkungsgesetz am Beispiel des Iodwasserstoffgleichgewichts15Aussagen des MWG16

Was bedeutet hohes niedriges Kc16Das Gleichgewicht im offenen System17

Flieszliggleichgewichte17Kann man Gleichgewichte beeinflussen18

a) Beispiel 1 Das Eisenchlorid - Eisenthiocyanat - Gleichgewicht18b) Das Prinzip des kleinsten Zwanges18c) Beeinflussung der Gleichgewichtskonstanten k durch Temperaturveraumlnderung19d) Beispiel 2 Temperaturabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts19

Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts Das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht20Was genau ist eigentlich Kohlensaumlure20

Wie reagiert das Kohlenstoffdioxidgleichgewicht auf Aumlnderungen22Druck und Volumenaumlnderung22Das Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier und Braun (1888)22

Aufgabe Sauerstoffloumlslichkeit in Wasser23Dissoziation der Kohlensaumlure24Wie entsteht Kesselstein25Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts I26Beeinflussung von chem Gleichgewichten Konzentrationsabhaumlngigkeit des Gleichgewichts II27Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Gleichgewichts29Beeinflussung von chem Gleichgewichten Druckabhaumlngigkeit des Stickoxidgleichgewichts30Thermodynamische Uumlberlegungen zum Massenwirkungsgesetzes (LK)31Uumlbungsaufgaben zum MWG33

Tipp zur Vorgehensweise beim Rechnen mit dem Massenwirkungsgesetz331 Bildung von Chlorwasserstoff aus den Elementen332 Das Gleichgewicht von Nitrosylchlorid343 Stickstoffdioxid - Di-Stickstoff-Tetraoxid-Gleichgewicht344 Das Schwefelsaumlure-Kontaktverfahren355 Das WasserstoffIod-Iodwasserstoff-Gleichgewicht376 Schwere Aufgabe zum Massenwirkungsgesetz38

Weitere Aufgaben39Loumlsungen 40

Die Auswirkung von Konzentrationsaumlnderungen der Reaktionsteilnehmer41Die groszligtechnische Erzeugung von Ammoniak Das Haber-Bosch-Verfahren43





























Schuumllerversuche










B1


B2

(Cr2O7)2ndash + H2O










2- und Cr2O72-






1 Versuche





1 2 3



Schlussfolgerungen














N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100




























































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen









































Schuumllerversuche










B1


B2

(Cr2O7)2ndash + H2O










2- und Cr2O72-






1 Versuche





1 2 3



Schlussfolgerungen














N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100




























































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















B1


B2

(Cr2O7)2ndash + H2O










2- und Cr2O72-






1 Versuche





1 2 3



Schlussfolgerungen














N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100




























































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen
















1 Versuche





1 2 3



Schlussfolgerungen














N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100




























































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen




















N2O4 NO2

- 10 degC 100 0 27 degC 70 30 50 degC 43 57

135 degC 1 99 140 degC 0 100




























































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

































































Zeit[min]

Gruppe 1 V(Lauge)




[moll]

10 178 12

20 149 21

30 133 30

40 124 38

50 116 45

60 112 53

80 103 66

110 99 80

140 98 89

170 96 93

200 95 95

230 95 95





Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen
















Gleichgewichtstypen




















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen



















Modellvorstellung +




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen




























khin cGlgw2(HI)



Allgemein giltcGlgw




[C]c middot [D]d








Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen















Aussagen des MWG




[156 moll]2





CGlw2(CO)

=gtCGlw (CO2)


2(CO)


































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen











































































ca 1 ca 99


(2) H2CO3 H2O + CO2












(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















(2) H2O + CO2 H2CO3





Aufgaben
















































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen


























































ndash
































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen






































wird







2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen


















2CrO42- + 2H3O+ Cr2O7



cGlgw(Cr2O72-)



2(H3O+)


c(Cr2O72-)


2-) middot c2(H3O+)



cGl(Cr2O72-)



2(H3O+)




wird













N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen
























N2 + 3H2 2NH3















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















Verschluss














Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















Allgemein gilt

A + B C + D






Allgemein gilt

A + B C + D





[C]c middot [D]d










[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen



















[C]c middot [D]d


a middot [B]

b









Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen



















Es gilt




Loumlsung a)

[HCl]2 102 mol2l2



c) K ist konstant

[HCl]2 x2










Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen


















Loumlsung

2ONCl 2 NO + Cl2
















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen


















Loumlsung


2SO3 2SO2 + O2 H = 198 kJmol [A] [B] [C]




b(B)



[SO2]2 middot [O2]




2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen
















2 SO3 2SO2 + O2

SO3 SO2 + frac12 O2









K = 27100 (1 36910 -3 ) (einheitenfrei)






Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















Loumlsung

H2 + I2 2 HI

[HI]2 [HI]2


[HI]2 (0500)2 mol2l2


545 545

[H2] = [I 2] = 0068 moll





A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

















A + B C










2 x2 - 7 x + 2 = 0 7 49 - 16


=gt x2 = 0314




Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen















Weitere Aufgaben









Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen















Loumlsungen





Also 1604 = 41

8







1 middot [HCOOH]











46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen
















46=x2 (10-3 - 05x)2

x=154middot10-3





(aq) Fe(SCN)3 (aq)
























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














Gleichgewichtstypen







Aussagen des MWG






























Weitere Aufgaben

Loumlsungen

























N2 + 3 H2 2 NH3 H = -925 kJ



































c = nV













































Inhalt














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Aussagen des MWG






























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Loumlsungen





































c = nV













































Inhalt














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Aussagen des MWG






























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Kapitel 22: Das chemische Gleichgewicht - hoffmeister.it · Etwas Kaliumchromat und etwas...

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