Wieso ist die Endreaktionsgeschwindigkeit am Ende einer Gleichgewichtsreaktion nicht null?
Bei einer Gleichgewichtsreaktion erreicht die Konzentration der Produkte ein Maximum, auf dem sie bleiben und die Konzentration der Edukte ein Minimum, auf dem sie bleiben. Ihre Änderungsraten sind dann 0.
Außerdem nähern sich die Geschwindigkeiten der Hin- und Rückreaktionen an bis sie beide den gleichen Wert erreichen (z.B. 3mol/ls).
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist jedoch definiert als die Änderungsrate der Konzentration und diese ist wie wir vorhin gesehen haben 0. Wie kann sie dann einen Wert von bspw. 3mol/ls haben?
Meine Erklärung wäre gewesen, dass immer noch Hin- und Rückreaktionen ablaufen, es also ständig eine Veränderung der Konzentration gibt und die Geschwindigkeit somit nicht 0 ist. Der Grund warum man diese Änderung nicht feststellen könnte, wäre dass Hin- und Rückreaktion sich gegenseitig aushebeln.
Eine Problem gäbe es dann aber trotzdem noch: Würde man eine Funktion für die Konzentration der Edukte (analoges gilt für Produkte) erstellen hätte sie die Form c(t)=(c_0)*e^(-kt)+(c_Gleichgewicht). Leitet man das ab, sollte man eigentlich die Geschwindigkeit der Rückreaktion haben, man erhält man jedoch c'(t)=-k*(c_0)*e^(-kt) und das geht gegen null, wenn t groß genug ist, sprich das chemische Gleichgewicht erreicht wurde. Wie kann es 0 und 3mol/ls gleichzeitig sein?
1 Antwort
Du hast grundsätzlich recht: Man muß unterscheiden zwischen der Netto-Reaktionsgeschwindigkeit (also, wie sich die Konzentrationen gesamt ändern) und der mikroskopischen Reaktionsgeschwindigkeit, also wieviele Moleküle pro Sekunde wirklich die Reaktion eingehen. Wenn mehrere Reaktionen gleichzeitig ablaufen, dann ist erstere die Summe der zweiteren.
Den letzten Absatz der Frage verstehe ich nicht ganz. Nehmen wir ein einfaches Beispiel: Eine Reaktion, bei der sich ein Edukt A nach first-order-Kinetik zum Produkt B umsetzt. Es gibt also die Reaktionen mit den mikroskopischen Reaktionsgeschwindigkeiten
A ⟶ B ċ(A)=k₁⋅c(A)
B ⟶ A ċ(B)=k₂⋅c(B)
(Für die Ändeung der Konzentration dc/dt schreibe ich einfacherweise ċ C-Punkt)
Die meßbare Reaktionsgeschwindigkeit, mit der sich das Produkt B bildet, ist natürlich ċ(A)−ċ(B). Im Gleichgewicht ist diese Null, und wenn man das auswertet, dann landet man beim Massenwirkungsgesetz:
Vielen, vielen Dank! Ich war heute im Chemie Unterricht so verwirrt, aber deine Erklärung löst alles wieder auf.