Was ist ein chemisches Gleichgewicht?im Videozur Stelle im Video springen Show
(00:13) In chemischen Reaktionen wird nach einer gewissen Zeit ein chemisches Gleichgewicht erreicht. Hierbei scheint die chemische Reaktion nicht mehr abzulaufen, da die Konzentrationen der Stoffe im Reaktionsgemisch nach einer gewissen Zeit gleich bleiben. Grundsätzlich bedeutet das bloß, dass die Hin- und Rückreaktion weiterhin mit der gleichen Geschwindigkeit ablaufen. Im Prinzip hast du bei allen chemischen Reaktionen ein chemisches Gleichgewicht. Oft scheint die Konzentration der Produkte im Vergleich zu denen der Edukte bloß so hoch, sodass es nicht so scheint, als hättest du ein chemisches Gleichgewicht. Chemisches Gleichgewicht Definition Bei dem chemischen Gleichgewicht scheint die chemische Reaktion äußerlich betrachtet nicht mehr abzulaufen, da sich die Konzentrationen der Stoffe im Reaktionsgemisch irgendwann nicht mehr ändern. Jedoch laufen Hin- und Rückreaktion stets weiterhin mit jeweils identischer Geschwindigkeit ab. Gleichgewichtsreaktionim Videozur Stelle im Video springen (00:36) Schauen wir uns eine Gleichgewichtsreaktion zuerst mit einem anschaulichen Modellbeispiel an. Du und dein Freund haben zu Beginn 20 Fußbälle. Das Ziel bei diesem Spiel ist es, möglichst viele Fußbälle in die gegnerische Hälfte zu schießen. Nach ein paar Minuten sind in deiner Hälfte 15 und in der Hälfte deines Freundes nur noch 5 Fußbälle. Das Spiel geht weiter, aber die Anzahl der Fußbälle in den jeweiligen Hälften bleibt gleich, da beide Spieler im Schnitt gleich viele Fußbälle in die andere Hälfte schießen. Es stellt sich somit ein dynamisches Gleichgewicht ein.  direkt ins Video springen Chemisches GleichgewichtDieses sogenannte dynamische Gleichgewicht ist die Grundlage für ein chemisches Gleichgewicht, das du bei vielen Reaktionen aus der Chemie beobachten kannst. Ein chemisches Gleichgewicht stellt sich nur bei geschlossenen Systemen ein. Du kannst beispielsweise Zink (Zn) mit Salzsäure (HCl-Lösung) zu Zinkchlorid (ZnCl2) und Wasserstoff (H2) reagieren lassen. Zn + HCl In einem geschlossenem System hast du bei dieser Reaktion eine Gleichgewichtsreaktion. Dein Wasserstoff ist bei der Reaktion immer noch in deinem Reaktionsgefäß. Du könntest die Reaktion mit hohem Druck umkehren. Bei einem offenen System entweicht dein Wasserstoff jedoch, was eine Rückreaktion unmöglich macht. Massenwirkungsgesetz und Gleichgewichtskonstanteim Videozur Stelle im Video springen (01:47) Schauen wir uns das Massenwirkungsgesetz und die Gleichgewichtskonstante an. Zuerst brauchst du eine allgemeine Reaktion mit dieser Form: Die kleinen Buchstaben sind deine stöchiometrischen Faktoren der Reaktionsgleichung. Die großen Buchstaben stehen für die die Reaktionskomponenten. Mit dem Massenwirkungsgesetz kannst du nun das Verhältnis der Produkte zu den Edukten deiner Gleichgewichtsreaktion berechnen. Das Verhältnis berechnest du, indem du die Konzentrationen oder die Partialdrücke der Produkte durch die der Edukte teilst. Die Gleichgewichtskonstante Ist die Gleichgewichtskonstante größer als 1, so liegt das Gleichgewicht deiner Reaktion auf Seiten des Produkts. Wenn deine Gleichgewichtskonstante kleiner als 1 ist, liegt das Gleichgewicht deiner Reaktion auf Seiten des Edukts. Sollte deine Gleichgewichtskonstante genau 1 entsprechen, liegen Edukt und Produkt im Gleichgewicht in gleicher Menge vor. Merke Gleichgewichtskonstante Gleichgewicht auf Produktseite, wenn Gleichgewicht auf Eduktseite, wenn Möchtest du sowohl zum Massenwirkungsgesetz als auch zur Gleichgewichtskonstanten noch mehr wissen, dann schau dir unsere beiden Videos zu diesen Themen an! Chemisches Gleichgewicht AufgabenMit dem Massenwirkungsgesetz kannst du nun die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion berechnen. Am besten gucken wir uns das an einem konkreten Beispiel an: In der Beispielreaktion reagiert Nitrosylchlorid (ONCl) zu Stickstoffmonoxid (NO) und Chlor (Cl2). 2 ONCl Die Gleichgewichtskonzentrationen der Reaktionskomponenten bei einer Temperatur von 500 K sind [NO] = 0,91 Du stellst immer zuerst das Massenwirkungsgesetz für die jeweilige Reaktion auf und setzt anschließend deine Konzentrationen im chemischen Gleichgewicht ein. Aufstellen des MassenwirkungsgesetzesDas Massenwirkungsgesetz sieht nun folgendermaßen aus: Wichtig: Dabei darfst du nicht vergessen, die stöchiometrischen Koeffizienten mit aufzunehmen. Gleichgewichtskonstante berechnenDu setzt jetzt deine Werte der Gleichgewichtskonzentrationen in das Massenwirkungsgesetz ein. Deine Gleichgewichtskonstante, die du am Ende bekommst, hat keine Einheit. Deine Gleichgewichtskonstante hat den Wert 4,4 • 10-4. Der Wert ist deutlich kleiner als 1. Somit liegt das Gleichgewicht bei 500 K deutlich auf Seiten des Produkts. Chemisches Gleichgewicht beeinflussenim Videozur Stelle im Video springen (02:42) Gucken wir uns zum Schluss an, wie du ein chemisches Gleichgewicht eigentlich beeinflussen kannst. Eine ganz klassische Reaktion ist das Haber-Bosch-Verfahren. In diesem Verfahren reagiert Stickstoff (N2) mit Wasserstoff (H2) zu Ammoniak (NH3). N2 + 3 H2 Beim Haber-Bosch-Verfahren soll die Ausbeute an Ammoniak möglichst hoch sein. Du hast nun verschiedene Möglichkeiten, dein chemisches Gleichgewicht zu beeinflussen. Einerseits beeinflusst die Temperatur dein chemisches Gleichgewicht. Hierbei ist es wichtig, ob bei deiner Reaktion Energie freigesetzt (exotherm) wird oder Energie aufgenommen (endotherm) wird. Bei einer exothermen Reaktion verschiebt sich dein chemisches Gleichgewicht auf die Eduktseite. Bei einer endothermen Reaktion verschiebt sich dein chemisches Gleichgewicht auf die Produktseite. Das Haber-Bosch-Verfahren ist ein exothermer Prozess. Eine Temperaturerhöhung führt zu einer verminderten Bildung von Ammoniak. Du kannst dein chemisches Gleichgewicht auch mit Druck steuern. Erhöhst du deinen Druck, so reagiert dein System in die Richtung, in der weniger Gasteilchen vorhanden sind. Beim Haber-Bosch-Verfahren würde eine Druckerhöhung dazu führen, dass mehr Ammoniak gebildet werden würde. Du hast bei deinen Edukten nämlich vier, bei deinem Produkt nur zwei Gasteilchen. Der erhöhte Druck sorgt dafür, dass dein System dem Zwang des Drucks ausweichen möchte. Dadurch reagiert dein System in die Richtung, in der weniger Gasteilchen vorhanden sind. Merke Chemisches Gleichgewicht beeinflussen Möchtest du bei einer Gleichgewichtsreaktion möglichst große Mengen an Produkt herstellen, änderst du Temperatur und Druck so, dass dein Gleichgewicht dem Zwang in Produktrichtung ausweicht. Die Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts fasst du auch unter dem Begriff des Prinzips von Le Chatelier zusammen. Beliebte Inhalte aus dem Bereich Chemische ReaktionenWas bedeutet die kleine 2 in Chemie?Eine kleine Zahl hinter einem Elementsymbol gibt die Anzahl der Atome an , die in einem Molekül miteinander verbunden sind. H2 bedeutet ein Wasserstoffmolekül, das aus zwei miteinander verbundenen Wasserstoffatomen besteht.
Welche Elemente haben eine kleine 2?Die Elemente Sauerstoff und Stickstoff treten hauptsächlich in Form zweiatomiger Moleküle auf. Auch neutrale Teilchen, die aus mehreren Atomarten bestehen, nennt man Moleküle. Im Gegensatz zu den oben genannten Beispielen handelt es sich jedoch dabei um Molekülverbindungen.
Für was steht das elementsymbol?Eine rechts unten angebrachte Indexzahl wird auch als stöchiometrischer Faktor bezeichnet und gibt Auskunft über die Anzahl der Atome, bezogen auf das symbolisierte Element. H2 bedeutet also das Vorliegen einer Einheit (meist ein Molekül) aus zwei Wasserstoffatomen.
Was bedeutet 2 Fe?Eisen(II)-oxid. Eisen(II)-oxid (früher auch Eisenoxydul genannt) ist eine chemische Verbindung von Eisen und Sauerstoff und zählt zu den Oxiden.
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