Prinzip vom kleinsten Zwang?
Hi!
Ich hätte eine Frage zu dem Prinzip vom kleinsten Zwang. Ich habe eine Redoxreaktion gegeben: Na2CO3+2NO2--->NaNO2+NaNO3+CO2
Die Aufgabenstellung lautet:
Erkläre anhand des Prinzips des kleinsten Zwangs zwei Möglichkeiten, wie das Gleichgewicht der beschriebenen Reaktion auf die Produktseite verschoben werden kann.
Ich kenne mich mit dem Prinzip gar nicht aus. Für jede Hilfe bedanke ich mich ganz herzlich!! :)
Meinst du Aufgabe 3 aus der internationalen Chemieolympiade 2022?
Yep... Aber wir müssen sie für die Schule bearbeiten...Weißt Du, wie man damit umgeht? Ich nehme nicht bei IChO teil
2 Antworten
Hier musst du dir einfach nur darüber bewusst werden, was das Prinzip von Le Chatelier ist. Dieses ist auch bekannt als das „Prinzip des kleinsten Zwangs“ und beschreibt, wie ein im chemischen Gleichgewicht befindliches System auf äußere Einflüsse wie Druck-, Temperatur- oder Konzentrationserhöhung und -erniedrigung reagiert.
Bei einer Druckerhöhung zwingt man das Gleichgewicht, sich auf die Seite der Reaktion (Edukt- oder Produktseite) zu verschieben, auf der weniger Gasteilchen vorhanden sind. Das ist ja auch erstmal vollkommen logisch.
Umgekehrt verschiebt sich das Gleichgewicht bei Druckerniedrigung auf die Seite der Reaktion, auf der mehr Gasteilchen vorhanden sind.
Bei Temperaturerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der endothermen Reaktion, bei Temperaturerniedrigung verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite der exothermen Reaktion.
Bei Konzentrationserhöhung der Edukte, bzw. Konzentrationssenkung der Produkte, wird das System wieder die Stoffmengen- bzw. Konzentrationsverhältnisse seines Ausgangsgleichgewichts anstreben wollen. Im dem Fall wird also Produkt nachgebildet, die Produktkonzentration steigt, bis die selben Verhältnisse erreicht werden, die vor Konzentrationsänderung vorhanden waren.
Bei Konzentrationserhöhung der Produkte, bzw. Konzentrationssenkung der Edukte, passiert letztendlich dasselbe nur umgekehrt. Das System möchte die Ausgangsverhältnisse wiederherstellen wozu in dem Fall Produkte zu den Edukten zurückreagieren.
Analog lässt sich das Prinzip von Le Chatelier auf Reaktionen in der Gasphase anwenden: Dort spricht man dann von Partialdrücken, die analog zu den Konzentrationen erhöht oder verringert werden können. Temperatur- und Druckabhängigkeiten verhalten sich hier gleich.
Dazu sei gesagt, dass Feststoffe weder eine Druckabhängigkeit, noch eine Konzentrationsabhängigkeit besitzen. Formal schreibt man Feststoffen immer die Konzentration 1 zu, welche unveränderlich ist.
Da du keine Informationen gegeben hast, ob diese Reaktion exotherm oder endotherm ist, können wir keine Aussage über Temperaturabhängigkeit treffen.
Zur Druckabhängigkeit:
NO2 ist gasförmig und CO2 ist gasförmig. Bei dieser Reaktion hast du also 2 Gasteilchen auf der Eduktseite, und nur 1 auf der Produktseite. Das Gleichgewicht verschiebt sich also bei einer Druckerhöhung auf die Produktseite, da das die Seite ist, auf der weniger Gasteilchen vorhanden sind.
Na2CO3 ist ein Feststoff. Dieser geht also mit der Konzentration 1 in das Massenwirkungsgesetz ein.
Das selbe gilt für NaNO3 und NaNO2 auf der Produktseite. Was aber das Gleichgewicht auf die Produktseite verschiebt, wäre eine Konzentrationserhöhung von NO2 (Konzentrationserhöhung der Edukte), da das System dann wieder die ursprünglichen Stoffmengen- bzw. Konzentrationsverhältnisse herstellen will, bzw. erzielt man mit einer Konzentrationssenkung von CO2 (Konzentrationssenkung der Produkte, hier also abführen von CO2) dasselbe, da auch hier das System darauf reagiert und neues Produkt nachbildet, um die ursprünglichen Verhältnisse wiederherzustellen.
Außer NO2 und CO2 sind alles Feststoffe, die mit dem konstanten Faktor 1 ins MWG eingehen. Deswegen beschränke ich mich bei den Möglichkeiten zur Verschiebung des Gleichgewichts lediglich auf die beiden Gase, da von ihnen sowieso die Druckabhängigkeit ausgeht, aber in dem Fall auch die Konzentrationsabhängigkeit , da es sich bei dem Rest halt um Feststoffe handelt.
Wenn ein Alkalimetall wie Natrium mit drin ist, kannst du davon ausgehen, dass es ein Salz ist, also ein Feststoff. (Oder ein lösliches Salz, das kriegt ihr später.)
Das Prinzip besagt, dass ein chemisches Gleichgewicht immer in Richtung des kleinsten Zwanges orientiert ist. Z.B.bei NaNO3, das sehr wärmeempfindlich ist, da es bei höheren Temperaturen zerfällt in andere Stoffe würde es unter niedrigeren Temperaturen stabil bleiben weil dies Energetisch sinnvoller ist, wohingegen bei hohen temp. es nicht sinnvoll ist den Zustand beizubehalten.
Wenn es entweder reagieren kann und dafür viel e braucht oder zerfallen kann mit kaum e würde es zerfallen weil dies der kleinere Zwang ist.
Nein, die Temperatur sollte durchgehend niedrig sein, da sonst das Produkt in die Edukte zerfällt bzw. gar nicht erst entsteht.
Aufgrund des Gases bei den Edukten sollte auch der Druck modifiziert werden, das kannst du einfach recherchieren.
Ok, vielen, vielen Dank!!! :) Könntest Du mir noch die Aggregatzustände von den Stoffen bei Dieser Reaktion angeben, also no2 IST JA GASFÖRMIG, aber NaNO2? und was ist mir NaNO3 und Na2CO3 bei der Reaktion?