Chemie frage?
Hallo, ich habe eine Frage und zwar:
Es gibt ja das Prinzip des kleinsten Zwanges von le chatelier
meine Frage.. gibt es so eine feste Regel für exotherme und endotherme Reaktionen? Wann sich das chemische Gleichgewicht verändert…
4 Antworten
Wenn eine Reaktion exotherm ist, dann produziert sie Energie. Diese Energie wärmt das Reaktionsgemisch auf, die Temperatur steigt also. Die Umkehrreaktion einer exothermen Reaktion ist natürlich endotherm, also läßt sie die Temperatur fallen.
Deshalb wandert das Gleichgewicht einer solchen Reaktion mit steigender Temperatur zur Eduktseite: Ein System im Gleichgewicht wird ja jedem äußeren Zwang auszuweichen versuchen, und wenn Du die Temperatur erhöhst, dann wird es Dir den Finger zeigen und versuchen, die Temperatur wieder zu erniedrigen, also eine endotherme Reaktion zu starten.
Im wesentlichen genauso. Wenn die Reaktion mit einer Volumsausdehnung verbunden ist, dann wird sie bei Überdruck schlechter ablaufen, also das Gleichgewicht verschiebt sich zu den Edukten.
Allerdings gibt es viele Reaktion, bei denen sich das Volumen kaum ändert, die reagieren dann fast überhaupt nicht auf Druckveränderung, bzw. nur bei extremen Drücken, wie man sie im Erdmantel aber nicht im Labor vorfindet.
Ideal ist immer Raumtemperatur und Normaldruck. Das ist die Grundlage. Du musst natürlich überall einzeln noch die Reaktionsfreudigkeit und Aktivierungsenergie miteinbeziehen.
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Eine exotherme Gleichgewichtsreaktion verlagert ihrGleichgewicht so, dass bei grosser Hitze die Rückreaktion gefördert wird:
A + B <-> C + Wärme
Also bei 90°C ist es eher rechts als bei 150°C. Durch die Reaktion nach links kann die Wärme besser "verbraucht" werden umd so können die Normalbedingungen wieder entstehen. Denn durch die Anwesenheit von Wärme kann C zu A+B werden. Würde man die Reaktion nach rechts laufen lassen, würde die Temperatur noch mehr von den Normalbedingungen abweichen.
Eine endorherme Reaktion ist genau andes rum. Da wird bei grosser Hitze die Hinreaktion gefördert.
A + B + Wärme <-> C
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Bei Gasreaktionen, wo die Anzahl Gasmoleküle sich verändern, läuft das Gleichgewicht am besten so, dass der Druck nicht zu hoch wird:
A² + 2 B <-> 2 AB
Jetzt wirds ein bisschen kompliziert. Wir gehen immer von idealen Gasen aus, wo ein Mol immer gleich viel Volumen braucht (1mol ≈ 22L). Da du oben links 3mol hast (1 A² + 2 B) und rechts nur noch 2mol, nimmt dein Druck ab. Vorher brauchst du 66L, danach nur noch 44L. Der Druck sinkt also ziemlich ab. Je tiefer der Umgebungsdruck, desto stärker die Rückreaktion, damit der Druck zur Normalbedingung zurückkehrt.
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Ich hoffe, das macht Sinn. Das Prinzip des Kleinsten Zwangs versucht immer zu verhindern, sich zu weit von den Normalbedingungen zu entfernen.
Wenn das System aufgeheizt wird, findet bevorzugt die endotherme Reaktion statt und das Gleichgewicht verschiebt sich auf die Produktseite der endothermen Reaktion, wenn dem System Wärme entzogen wird, findet bevorzugt die exotherme Reaktion und das Gleichgewicht verschiebt sich auf die Produktseite der endothermen Reaktion.
Wie ist es mit Druck und konzentration bei exotherm und edotherm?
Eine Druckerhöhung begünstigt die Reaktion, die mit einer Volumenverringerung verbunden ist. Dafür werden nur die Anzahl der gasförmigen Teilchen beachtet. Analog begünstigt eine Verringerung des Drucks eine Vergrößerung des Volumens.
Konzentration verschieben das GGW nicht. Jedoch befindet sich das System bei einer Konzentrationsänderung kurzfristig nicht mehr im GGW, sodass die Reaktion, die dieses wieder herstellt verstärkt abläuft.
Wird die Konzentration der Edukte erhöht bzw. die der Produkte verringert, läuft die Hinreaktion verstärkt ab, bis sich das GGW wieder eingestellt hat (und umgekehrt).
Das kann man auch am Massenwirkungsgesetz erkennen. Bei einer Erhöhung der Edukt-Konzentration ist die Konzentration der Edukte im Verhältnis zu denen der Produkte höher als im chemischen Gleichgewicht, weshalb mehr Produkte gebildet werden (bis sich die Gleichgewichtskonzentrationen wieder eingestellt haben)
Ja, grundsätzlich tendiert das chemische Gleichgewicht bei Erhöhung der Temperatur bei einer exothermen Reaktion in Richtung der Edukte und bei einer endothermen Reaktion in Richtung der Produkte. 👍 Dies ist eine allgemeine Regel, die jedoch von anderen Faktoren wie Druck, Konzentrationen und Volumenänderungen beeinflusst werden kann.🫡
Und wie ist es bei Druck?