Transcript K - UTB

Das Massenwirkungsgesetz
DieEsfolgende
Präsentation
Dieillustriert
Konzentrationen derdas
beteiligten Stoffe
beschreibt das Verhältnis
der
müssen dabei in mol/Liter angegeben
Konzentrationen von Ausgangs- und
Teilkapitel
5.6
aus dem Buch
werden, das zeigt die eckige Klammer [ ].
Endprodukten einer
Reaktion.
Das K ist die Massenwirkungskonstante,
„Chemie verstehen“
(Wawra/Dolznig/Müllner).
[C]
sie gibt an, wo das Gleichgewicht der
z.B.
A+BDC
gibt
K = [A]x[B]
Reaktion
liegt.System
K kann niemals
Null oder
Man
kann
daraus
erkennen,
wie
ein
reagiert,
oder
unendlich werden, aber alle positiven
[C]x[D]
A
+ B = Cdie
+ D Konzentration
gibt K =
Werte
dazwischen
sind möglich.
wenn
eines
der
beteiligten
Stoffe
Da die
Texte
teilweise
übereinander
gelegt
[A]x[B]
Ist K groß, dominieren zuletzt die Endverändert
wird.
Massenwirkungsgesetzt
NUR
produkte, ist
K klein, die Ausgangsstoffe.
sind,Dasmuss
man imgiltPower-Point
auf
Bildschirm-Präsentationen schalten, um alle
Texte und Animationen sehen zu können.
für den Gleichgewichtszustand, wenn
Gleichgewicht
bedeutet: „Dynamisches
Überlegen
uns zudas
Beispiel,
also die Reaktion wir
(scheinbar)
Endean einem
Gleichgewicht“. Die Reaktion geht in beide
ist.
an einemRichtungen
unchemischen
Beispiel.
weiter, aber gleich
schnell,
sodass man von außen keine Veränderung
Die Wahl, was Ausgangs- und was
bemerkt.
Endprodukt ist, ist willkürlich. Das
muss man immer dazu angeben.
Jede chemische Reaktion ist in beide
VielDAS
Vergnügen.
MASSENWIRKUNGSGESETZ IST
DIE CHEMIE !!! Nahezu alle Regeln
der Chemie sind davon abgeleitet.
Richtungen möglich, vertauscht man
Ausgangs- gegen Endprodukte bekommt
K den reziproken Wert.
Edgar Wawra
Und wozu ist das alles gut ? ? ? ?
+
D Paare
Stellen wir uns vor, wir sind in einer Diskothek:
Auch hier herrscht ein dynamisches Gleichgewicht
nach der Art
Auf der Tanzfläche
A +
vergnügen sich einige Paare.
B D
C
…und eine Anzahl Damen sitzt
bei einem Drink beisammen und
über …
hier unterhält
Frauen sich
, und
Einige Männer stehen an der
Es gibt hier Männer , es gibt
(woher soll ich wissen, worüber sich
Bar (bei einem gepflegten
diese
verbinden
dasuntereinander
wäre alsounterhalten).
Bier) und
unterhalten
sichsich zu Tanzpaaren,Damen
Doch diese Gruppen bleiben nicht gleich,
über Fußball
und Autos…
die folgende
Reaktion
+
immer wieder fordert ein Herr eine Dame
zumDTanz,
und immer wieder trennen sich
Paare
Tanzpaare und kehren zu ihrer Gruppe
zurück. Wir haben zwar immer etwa gleich
viele Personen in jeder Gruppe, doch die
einzelnen Personen wechseln hin und her.
+
D Paare
Das ist ein dynamisches
Gleichgewicht und
6
Paare
K = eine Gleichung analog zum
wir können
5 x6
Massenwirkungsgesetz aufstellen, bei dem
wir die
K =Anzahl
0,2 der Personen und Paare –
statt der Konzentration in MolEs
– einsetzen.
sind 5 Männer, 6 Frauen und 6 Paare,
das ergibt eine Konstante K von 0,2
Zählen Sie nach und rechnen Sie es
nach, wenn Sie es nicht glauben.
+
D Paare
6 Paare
Doch jetzt wird
das Gleichgewicht gestört:
29 x 6
Die Militär-Kaserne in der Nachbarschaft hat
Dienstschluss, eine Anzahl junger Männer –
K = 0,2
frisch geduscht und gekämmt – betritt die Disko.
Damit haben wir jetzt
einen deutlichen Überschuss an Männern und
unsere Gleichung
stimmt nicht mehr.
Was wird jetzt passieren ?
+
D Paare
Doch
wird
das Gleichgewicht
erneut gestört:
10
Paare
Nun,Kjetzt
von
der
größeren
Anzahl
an
Männern
= gegenüber läuft ein Fernsehapparat. Übertragen wird die
Im
Gasthof
werden einige
zum Tanzen
25 xdie
2 Damen
Damit Brasilien
stimmt aber
Wollen
Sie nachrechnen?
Weltmeisterschaft
im
Fußball,
das
Finale
bestreiten
und
auffordern, es werden weniger Damen einzeln
unsere Gleichung wieder.
Österreich
istder
es doch
Brasilien
und
Deutschland?)
bleiben, die(oder
Anzahl
Tanzpaare
wird
steigen.
K = 0,2
Jedenfalls strömen die fußballbegeisterten Männer – also nahezu alle –
Das Gleichgewicht
hat
zum Fernseher, und die Damen bleiben (fast) alleine
zurück.
sich neu
eingestellt.
Was
passiert
jetzt mit
unserem Gleichgewicht?
K=
2 Paare
1 x 10
Nun, es werden sich auch einige
K = 0,2aufgelöst haben.
Tanzpaare
Es gibt also weniger Paare, kaum einzelne
Männer, und die Anzahl der Damen die einigermaßen frustriert – herumsitzen
oder -stehen hat sich deutlich vermehrt
Und unser Gleichgewicht
stimmt wieder!!!
Massenwirkungsgesetz
Fassen wir unsere Erkenntnisse nochmals
zusammen, diesmal etwas chemischer:
A
+ B
C
+ D
Chemisches Gleichgewicht
= dynamisches Gleichgewicht
A
+ B
C
+ D
Beachten Sie: die Konzentrationen müssen NICHT gleich sein !!! Mit verschiedenen
Konstanten K sind alle denkbaren Mischungen von A, B, C und D möglich, vorausgesetzt
dass von jedem zumindest eine ganz geringe Menge vorhanden ist (Null ist verboten).
Daher könnte es auch so sein:
oder so:
oder so: oder so:
oder so:
Chemisches Gleichgewicht
= dynamisches Gleichgewicht
Aber um es so einfach wie möglich zu machen, nehmen wir die allereinfachste Mischung:
A
+ B
C
+ D
Wir geben jetzt auf einer Seite etwas, z.B. Stoff A dazu.
Damit wird das Gleichgewicht gestört.
Wir haben
jetzt kein Gleichgewicht
mehr,
Chemisches
Gleichgewicht
das System muss daher reagieren, um das Gleichgewicht
= dynamisches Gleichgewicht
wiederherzustellen
A
+ B
C
+ D
Das überschüssige
A und Bwerden
Awerden
wird zum
abnehmen.
mit BAusmaß
reagieren,
Und natürlich
– also
imTeil
gleichen
– und
das so
das Gleichgewicht wieder stimmt – also
C lange,
und D bis
zunehmen.
bis dasChemisches
ursprüngliche K wieder
erreicht
ist.
Gleichgewicht
= dynamisches Gleichgewicht
A
+ B
C
Und das Spiel lässt sich weiter treiben,
indem man z.B. C erhöht, …
+ D
A
+ B
C
+ D
Und das Spiel lässt sich weiter treiben,
indem man z.B. C erhöht, oder B erniedrigt, …
Ende der Präsentation
A
+ B
C
+ D
… oder C erniedrigt …