Die Beschreibung des Chemischen Gleichgewichts

Gleichgewicht bedeutet nicht, dass die chemische Aktivität aufgehört hat, sondern nur, dass Hin- und Rückreaktionen mit derselben Geschwindigkeit ablaufen, sodass sich die Mengen von Reaktand und Produkt nicht mehr ändern.

Einführung

Am besten ist es wohl anhand folgendem Beispiel des Holzapfelkrieges zu verstehen

Man stelle sich einen Holzapfelbaum vor, der auf der Grenzlinie zwischen zwei Gärten steht; in dem einen wohnt eine alte Frau und in dem anderen ein Vater, der seinem Sohn aufgetragen hat, hinauszugehen und den Garten von Holzäpfeln zu reinigen. Der Junge merkt schnell, dass man die Holzäpfel am einfachsten dadurch los wird, wenn man sie in den Nachbargarten wirft. Er tut es und erregt den Zorn der alten Frau. Jetzt beginnen der Junge und die Frau Holzäpfel hin und her, über den Zaun, zu werfen so schnell sie können. Wer wird gewinnen? Die Schlacht läuft in drei Phasen ab. Wenn man annimmt, dass der Junge stärker und schneller ist als die alte Frau, könnte man meinen, dass der Konflikt damit endet, dass alle Äpfel auf der Seite der alten Frau landen . Wenn sich auf beiden Seiten des Zauns die gleiche Anzahl von Äpfeln befindet, ist es zwar richtig, dass der Junge die Äpfel schneller über den Zaun werfen wird, als sie die alte Frau zurückwerfen kann. Aber das heißt nur, dass mehr Äpfel auf der Seite der alten Frau sein werden, die dann leichter zu erreichen sind. Auf der Seite des Jungen werden sie rarer, und der Junge muss mehr herumrennen, um sie aufzuheben. Schließlich wird ein Gleichstand oder ein Gleichgewicht erreicht, in dem die gleiche Anzahl der Äpfel in beiden Richtungen über den Zaun fliegen. Die alten Frau wirft weniger schnell, hat aber geringere Mühe, Äpfel zu finden; der Junge wirft schneller, verliert aber Zeit dadurch, dass er herumrennt und die wenigen Äpfel auf seiner Seite sucht. Das Verhältnis der Äpfel auf den beiden Seiten des Zauns wird schließlich durch die relative Geschwindigkeit der beiden Kämpfer bestimmt, doch werden nicht alle Äpfel auf einer Seite landen.[1]

Die Phasen des "Krieges"

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  1.Phase

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  2.Phase

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  3.Phase

• 1. Phase

Bei Beginn, Zeitpunkt 0, gibt es noch keine Produkte und die Edukte sind noch vollzählig.

• 2. Phase

Die Reaktion beginnt, das Produkt wird aus den kleiner werdeden Edukten gebildet.

• 3. Phase

Nun ist das Gleichgewicht erreicht und die Menge der Produkte wie auch der Edukte bleiben gleich, solange nicht etwas anderes das Gleichgewicht stört.

Grundstruktur der Formel

Edukte A und B werden zum Produkt C bis das chemische Gleichgewicht erreicht wird.

A + B ⇌ C

Die Gleigewichtskonstante

Die Gleichgewichtskonstante K ergibt sich aus dem Division von den Produkten durch die Edukte und gibt Auskunft von welcher Seite mehr vorhanden ist. ( Auf welcher Seite das Gleichgewicht ist.)

K strebt gegen unendlich, wenn fast alle Edukte zu Produkte reagiert haben (Hinreaktion). Somit hat die Konstante K einen Wert von (deutlich)>1. Gibt es nun fast nur Edukte, liegt das GW auf der „linken“ Seite und K ist <1.

Zusammenfassung Simple Club

Im Video wird zuerst das Massenwirkungsgesetz aufgezeigt, aus dem sich die Gleichgewichtskonstante ergibt. Danach werden der Grenzwert und wichtige Bereiche von K thematisiert und in der Zusammenfassung erhalten wir schließlich nochmals eine genauere Beschreibung des Begriffs von K.

Merke:

• Im Video fehlt am Anfang die genaue Definition und Erklärung der Gleichgewichtskonstante K. Falls unklar sein sollte, was K genau darstellt, müsste man zum Ende des Videos, wo dies schließlich erklärt wird. Nämlich, dass die Gleichgewichtskonstante K angibt, auf welcher Seite das Gleichgewicht liegt.
• Im Video werden die Bereiche 0.001 und 1000 der Gleichgewichtskonstante thematisiert

Im Unterricht haben wir uns grundsätzlich mit den Bereichen

K > 1, K < 1 und K = 1 befasst.

• Ein Wert von K unter 0.001 würde dazu führen, dass keine Reaktion stattfindet. Im Video heißt es, die Edukte würden gleichbleiben. Was meint man aber mit gleich?

Wir haben gelernt, dass am Anfang einer Reaktion nur Edukte vorhanden sind, bis sie zu Produkten reagieren. Da aber bei einem Wert unter 0.001 keine Reaktion möglich ist, so würden auch die Edukte nicht zu Produkten reagieren und somit würde sich die Konzentration der Edukte auch nicht ändern.Die Konz. der Edukte bleibt gleich

• Ein Wert von 1000 würde bedeuten, die Edukte reagieren vollständig zu Produkten
• Im Video werden schließlich noch die Werte zwischen 0.001 und 1000 thematisiert, worauf es im Video heißt, bei einem Wert zwischen 0.001 und 1000 würden sowohl Edukte als auch Produkte verfügbar sein.

Das würde bedeuten, dass die Edukte nicht vollständig zu Produkten reagieren.

Besonders nützlich: Das Video ist einerseits nützlich, um die genauen Grenzwerte der Gleichgewichtskonstante zu verstehen. Andererseits wird der Zusammenhang zwischen der Gleichgewichtskonstante mit der Frage, ob eine Reaktion stattfindet oder nicht, verdeutlicht.

Quellen

• Eigene Notizen

Weblinks

• Holzapfelkrieg - Mittlerweile Offline
• Simple Club Video