Chemisches Gleichgewicht

Einführung

• Gleichgewicht spielt in vielen Lebensbereichen eine wesentliche Rolle, insbesondere in der Chemie.
• Chemische Gleichgewichte sind bei umkehrbaren chemischen Reaktionen wichtig.

Umkehrbare chemische Reaktionen

• Die meisten chemischen Reaktionen sind umkehrbar.
• Eine Reaktion kann in beide Richtungen ablaufen.
• Nach einer gewissen Zeit stellt sich ein chemisches Gleichgewicht ein.

Nicht-chemisches Beispiel: Geldaufteilung

• Ein Deal zwischen dir und deinem Freund: 50 € (du) und 10 € (Freund).
• Du gibst täglich 20 % deines Guthabens an deinen Freund, im Gegenzug bekommst du 10 % von ihm.
• Beispiel-Tabelle zeigt nach 25 Tagen: Gleichgewicht bei 20 € (du) und 40 € (Freund).
• Auch wenn die Startbeträge variieren, das Verhältnis bleibt bei 2:1.

Chemisches Beispiel

• Reaktion: ( H_2 + I_2 \leftrightarrow 2 HI )
• Reaktion ist umkehrbar: Hydrierung und Dehydrierung laufen parallel ab.
• Reaktionsgeschwindigkeit der Hinreaktion: ( V_{hin} = k_{hin} \cdot [H_2] \cdot [I_2] )
• Reaktionsgeschwindigkeit der Rückreaktion: ( V_{rück} = k_{rück} \cdot [HI]^2 )
• Im Gleichgewicht: ( V_{hin} = V_{rück} )
• Gleichgewichtsbedingungen: ( k_{hin} \cdot [H_2] \cdot [I_2] = k_{rück} \cdot [HI]^2 )

Wichtiges zur Gleichgewichtskonstante (Kc)

• Quotient der Reaktionskonstanten: ( K_{c} = \frac{k_{hin}}{k_{rück}} )
• Gleichgewichtskonstante: ( K_{c} = \frac{[HI]^2}{[H_2] \cdot [I_2]} )
• Erkenntnisse: Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen.

Geld als Analogie zur Gleichgewichtsreaktion

• 20 % von dir an Freund + 10 % von Freund an dich = Gleichgewicht 2:1
• Beispiel: 20 % / 10 % = 2 ( \rightarrow \frac{40}{20} = 2 )

Zusammenfassung

1. Bei umkehrbaren Reaktionen stellt sich ein Gleichgewicht ein.
2. Im Gleichgewicht ändern sich die Stoffmengen der Edukte und Produkte nicht mehr.
3. Hin- und Rückreaktionen finden weiterhin statt, verändern die Stoffmengen jedoch nicht mehr.

Weiterführende Informationen

• Mehr über das Massenwirkungsgesetz in verlinkten Videos und Playlists.
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