zum Directory-modus

Reversible Reaktionen und Gleichgewichtseinstellung

Reversible Reaktionen und Gleichgewichtseinstellung

Bei vollständig verlaufenden Reaktionen geht die Konzentration der Edukte gegen null, folglich auch die Reaktionsgeschwindigkeit υ . In diesem Fall ist die kinetische Analyse auf der Basis des RG-Produktansatzes möglich.

Edukte Produkte υ = k i c i ν i k = Reaktionsgeschwindigkeitskonstante c i = Konzentration ν i = stöchiometrische Zahl

In diesem Kapitel betrachten wir Reaktionen, bei denen die Produkte wieder zu den Edukten reagieren. Man spricht von reversiblen Reaktionen (reversibel). Das Reaktionsgeschehen wird also durch den gleichzeitigen Ablauf zweier Reaktionen bestimmt.

Edukte Produkte und Produkte Edukte

oder kurz

Edukte Produkte

Bei solchen, nicht vollständig verlaufenden Reaktionen der Edukte geht die Reaktionsgeschwindigkeit bereits gegen null, wenn sich das Gleichgewichtsgemisch der Reaktanten einstellt. Der Gleichgewichtszustand für Edukte und Produkte wird symbolisiert durch

Edukte Produkte

Historie: Der Anfang

Max Bodenstein ist einer der Urväter der quantitativen Untersuchung des chemischen Gleichgewichts und der Reaktionskinetik. Berühmt wurde er gegen Ende des 19. Jahrhunderts durch seine gründlichen Untersuchungen zur Bildung und zum Zerfall von Iodwasserstoff in der Gasphase:

Bildungsreaktion: H 2 + I 2 2 HI Zerfallsreaktion: 2 HI H 2 + I 2

Die drei Komponenten sind bei Raumtemperatur stabil, ein merklicher Umsatz findet erst bei höheren Temperaturen statt. Bodenstein füllte dickwandige Glasröhrchen mit reinem Iodwasserstoff bzw. einem bekannten Gemisch von Wasserstoff und Iod und erhitzte diese dann schnell auf eine konstante Temperatur. Hohe konstante Temperaturen erreichte er beispielsweise in Quecksilberdampf ( 630,4K ) oder Schwefeldampf ( 717,7K ). Es gelang ihm, den Zeitverlauf der Konzentrationsänderungen bis zur Gleichgewichtseinstellung zu verfolgen.

Hinweis
Die wesentlichen Merkmale reversibler chemischer Reaktionen lassen sich sehr anschaulich an einem hydrodynamischen Modell aufzeigen. Dies betrifft vor allem die wichtigen Begriffe Stationarität und dynamisches Gleichgewicht. Das Modell ist zwei reversiblen Reaktionen 1. Odnung mathematisch äquivalent.
<Seite 1 von 5