Sind die Gleichgewichtskonstanten Kp und Kc vom Druck abhängig?

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Generelles Prinzip in der physikalischen Chemie: Alle Konstanten sind variabel. Das gilt auch für Gleichgewichtskonstanten.

Sehen wir uns irgendein Beispiel an, z.B. eine Säure die teilweise (sagen wir, zu ≈50%, ent­sprechend einem pKₐ≈1.3) in Wasser dissoziiert.

HA + H₂O  ⇌  H₃O⁺ + A⁻

Die Gleichung beschreibt nicht wirklich, was genau passiert, weil ja HA, H₃O⁺ und A⁻ hydrati­siert sind, also (je nach ihrer genauen chemischen Struk­tur) mehr oder minder dicht mit H₂O-Molekülen umgeben sind. Daher ist es klar, daß die Reaktion eine Volums­ände­rung bewirkt — ver­mut­lich (das ist aber jetzt wirk­lich nur geschätzt) sind die ge­lade­nen Teilchen H₃O⁺ und A⁻ effizienter hydratisiert als die ungeladene HA, die für die Hydratisierung ver­wende­ten Moleküle H₂O sind also dichter ge­packt als in ge­wöhn­lichem Wasser, und das Volumen der Lösung nimmt ab, wenn die Reaktion abläuft.

Nach dem Prinzip von Le Chatelier bedeutet das dann, daß bei höherem Druck mehr HA dis­soziiert als bei niedrigem, auch wenn Kon­zentra­tion und Tem­pera­tur gleich­bleiben. Daher muß sich die Gleich­gewichts­konstante ändern.

Der Effekt ist aber extrem gering, und wenn man nicht zu Gigapascal-Drücken kommt völlig vernachlässigbar.

Bei Gasreaktionen ist der Einfluß des Druckes auf die Gleich­gewichts­lage viel größer. Aller­dings braucht man dazu kein variables Kₚ, solange alle Gase als ideal gelten dürfen. Ideale Gase sind ja alle genau gleich stark kom­primier­bar (doppelter Druck → halbes Volumen), und alle Gas­mole­kü­le be­an­spruchen bei gleichem Druck und gleicher Tem­pera­tur den gleichen Platz, daher hebt sich das raus und man kann die Druck­abhängig­keit des Gleich­gewichts mit einem druck­unabhän­gi­gen Kₚ richtig beschreiben.

Das gilt aber nur für moderate Drücke, weil bei hohem Druck alle Gase sehr nichtideal werden, und Gase nahe den kriti­schen Para­metern (CO₂) sind so­wie­so nie wirk­lich ideal. Wenn die Kom­ponen­ten eines Gasgemischs merk­lich unter­schied­liche Kom­pres­sibili­tät haben, dann braucht man auch für Gas­reak­tio­nen eine vom Druck ab­hän­gige Gleich­gewichts­konstante.


Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
Idomeneas  23.12.2019, 23:32

heißt das, dass wegen dem molaren Volumen das kc bei Gasen gleich bleibt?

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Die Konstante ist druckunabhängig!
Ein Bsp:
2NO2 (braun) -> N2O4 (farblos)
Bei Druckerhöhung verschiebt sich das GG nach links. Das Gas verfärbt sich braun.
Stellt man das MWG auf:
Kp = c (N2O4)/ c^2 (NO2)
Da das GG auf der Eduktseite liegt, ist die Eduktkonzentration höher. Da es sich um ein dynamisches GG handelt, wird auch gleichzeitig das Produkt erzeugt, aufgrund der Druckerhöhung allerdings nicht so stark. Nach dem MWG steigt das Produkt uum Quadrat an -> Edukt- und Produktkonzentration steigen im gleichen Verhältnis. Kp bleibt gleich
(Hab meine Abiprüfung zu dem Thema abgelegt, kannst mir also vertrauen)

musicmaker201  14.06.2017, 13:24

Ja, wobei Kp jedoch über die Partialdrücke definiert ist.

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PFromage  14.06.2017, 13:40

Bei Druckerhöhung verschiebt sich das GG nach links".

Nach links?

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sonnenblume7213  14.06.2017, 16:52

oh sorry hab den Koeffizienten übersehen, nach rechts

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Kp und Kc geben eine quantitave Aussage über die Lage des GG: Ist K sehr klein, findet die Rkt. kaum statt -> das GG liegt auf der Eduktseite

Das was du sagst steht dort so nicht. Lies dir mal die ersten beiden Absätze erneut durch. Da steht das, was viele verwirrt beschrieben.