Einfluss der Konzentrationsänderung auf ein chemisches Gleichgewicht

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alice

unregistriert

Dienstag, 5. Januar 2016, 16:28

Einfluss der Konzentrationsänderung auf ein chemisches Gleichgewicht

Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zum Konzentrationseinfluss auf eine sich im Gleichgewicht befindende Reaktion. Betrachtet sei eine Reaktion des Typs

A + B

C

Nun ist es ja so, dass bei einer Konzentrationserniedrigung an A oder an B sich das Gleichgewicht auf die linke Seite verschiebt, da dadurch der Stoff nachgebildet wird und der Zwang minimiert wird. Ich habe auch bereits die Formulierung gelesen, dass bei einer Konzentrationserniedrigung sich das Gleichgewicht auf die Seite mit der höheren Teilchenzahl verschiebt (also auch hier nach links).

Was ist denn bei einer Konzentrationserniedrigung an C? Irgendwie habe ich einen Denkfehler. Angenommen, man entfernt C stets aus dem Ansatz, so wird es ja nachgebildet, d.h. das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts. Laut der Aussage, dass sich das Gleichgewicht bei einer Konzentrationserniedrigung auf die Seite mit der höheren Teilchenanzahl verschiebt, müsste sich doch das Gleichgewicht dann nach links verschieben. Das wäre ja ein Widerspruch.
Irgendwo habe ich einen Denkfehler und weiß nicht wo. Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Vielen Dank schonmal im Voraus!

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Dienstag, 5. Januar 2016, 17:05

Zitat von »alice«

Nun ist es ja so, dass bei einer Konzentrationserniedrigung an A oder an B sich das Gleichgewicht auf die linke Seite verschiebt, da dadurch der Stoff nachgebildet wird und der Zwang minimiert wird. Ich habe auch bereits die Formulierung gelesen, dass bei einer Konzentrationserniedrigung sich das Gleichgewicht auf die Seite mit der höheren Teilchenzahl verschiebt (also auch hier nach links).

Was ist denn bei einer Konzentrationserniedrigung an C? Irgendwie habe ich einen Denkfehler. Angenommen, man entfernt C stets aus dem Ansatz, so wird es ja nachgebildet, d.h. das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts. Laut der Aussage, dass sich das Gleichgewicht bei einer Konzentrationserniedrigung auf die Seite mit der höheren Teilchenanzahl verschiebt, müsste sich doch das Gleichgewicht dann nach links verschieben. Das wäre ja ein Widerspruch.
Irgendwo habe ich einen Denkfehler und weiß nicht wo. Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Bei Ihren Äußerungen erkenne ich keinen Denkfehler.
Wird nur die Konzentration von C vermindert, dann wird das Gleichgewicht so gestört, dass zur Wiedereinstellung des Gleichgewichts diese Reaktion ablaufen muss

A + B -> C

Dass sich bei Konzentrationseerniedrigung ein Gleichgewicht zugunsten der Seite mit der höheren Teilchenzahl verschieben würde, trifft allgemein nur für die Fallgruppe zu , dass alle Konzentrationen um den gleichen Faktor verkleinert werden.

Im Übrigen rate ich dazu, zur Klärung solcher Fragen das Massenwirkungsgesetz an Stelle des Prinzips vom kleinsten Zwang zu verwenden. Wenn Sie mögen, kann ich das gern einmal an einem von Ihnen gewählten Beispiel darstellen.

Gruß FKS

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alice

unregistriert

Dienstag, 5. Januar 2016, 17:38

Ich danke Ihnen für Ihre Antwort. Als Beispiel habe ich mir das Eisenthiocyanat-Gleichgewicht überlegt, in dieser vereinfachten Reaktionsgleichung:

Fe3+ (aq) + 3SCN – (aq)

Fe(SCN)3 (aq)

Wenn also die Konzentration von Fe(SCN)3 erniedrigt wird, so wird mehr davon nachgebildet und das Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts. Wenn aber der ganze Ansatz verdünnt wird, so verschiebt sich das Gleichgewicht auf die Seite mit der höheren Teilchenanzahl, also nach links. Ist das so richtig?

Vielleicht können Sie einmal überprüfen, ob ich das mit dem Massenwirkungsgesetz richtig verstanden habe:
Auf das Massenwirkungsgesetz bezogen bedeutet das, dass K durch die Konzentrationserniedigung von Fe(SCN)3 kleiner wird (da im Zähler des Quotienten der Wert kleiner wird), sodass mehr von Fe(SCN)3 gebildet werden muss, um K wie gehabt zu erhalten. Dies geschieht durch den Verbrauch an Eisen- und Cyanat-Ionen (der Nenner des Quotienten wird kleiner).

Vielen Dank erneut!

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Dienstag, 5. Januar 2016, 18:36

Zitat von »alice«

Auf das Massenwirkungsgesetz bezogen bedeutet das, dass K durch die Konzentrationserniedigung von Fe(SCN)3 kleiner wird (da im Zähler des Quotienten der Wert kleiner wird), sodass mehr von Fe(SCN)3 gebildet werden muss, um K wie gehabt zu erhalten. Dies geschieht durch den Verbrauch an Eisen- und Cyanat-Ionen (der Nenner des Quotienten wird kleiner).

Auch hier haben Sie wohl richtig gedacht, es aber nicht korrekt ausgedrückt. Denn es verändert sich ja nicht etwa die Gleichgewichtskonstante K, sondern der Quotient auf der anderen Seite der MWG - Beziehung. Den man im Übrigen"Reaktionsquotient" nennt und mit Q bezeichnet . So gibt es drei Möglichkeiten :

Q < K : Edukte -> Produkte
Q = K : Es herrscht Gleichgewicht
Q > K : Produkte -> Edukte

Schaffen Sie auch noch den Fall des Verdünnens ?

Gruß FKS

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alice

unregistriert

Dienstag, 5. Januar 2016, 19:08

Gerne versuche ich es:

Beim Verdünnen sinkt gleichmäßig die Konzentration aller Reaktionsteilnehmer (Edukt- und Produktteilchen). Auf das Massenwirkungsgesetz
K = c (Fe(SCN)3) / c (Fe3+) * C^3 (SCN-) bezogen bedeutet dass, dass der Reaktionsquotient Q größer als die Gleichgewichtskonstante K wird, da der Nenner des Quotienten einen niedrigeren Betrag annimmt. Damit Q = K wird, muss der Wert des Zählers des Quotienten kleiner werden; die Konzentration an Fe(SCN)3 muss demnach sinken, was zu einer vermehrten Bildung an Eduktteilchen führt.

Ist dies so in Ordnung?

Vielen Dank und lieben Gruß!

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Dienstag, 5. Januar 2016, 20:15

Zitat von »alice«

Gerne versuche ich es:

Beim Verdünnen sinkt gleichmäßig die Konzentration aller Reaktionsteilnehmer (Edukt- und Produktteilchen). Auf das Massenwirkungsgesetz
K = c (Fe(SCN)3) / c (Fe3+) * C^3 (SCN-) bezogen bedeutet dass, dass der Reaktionsquotient Q größer als die Gleichgewichtskonstante K wird, da der Nenner des Quotienten einen niedrigeren Betrag annimmt. Damit Q = K wird, muss der Wert des Zählers des Quotienten kleiner werden; die Konzentration an Fe(SCN)3 muss demnach sinken, was zu einer vermehrten Bildung an Eduktteilchen führt.

Ist dies so in Ordnung?

Das schon, nur wird ja nicht nur der Nenner des Reaktionsquotienten kleiner, sondern auch der Zähler. Da sich jedoch der Nenner mit dem Quadrat des Verdünnungsfaktors verkleinert, sich dieser im Zähler aber nur mit erster Potenz auswirkt. bleibt nach Kürzen nur eine Verkleinerung des Nenners übrig .
Gruß FKS

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alice

unregistriert

Dienstag, 5. Januar 2016, 20:53

Genau, so habe ich es auch gemeint, aber schlecht ausgedrückt :-)

Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe. Ich habe neue Erkenntnisse dazu gewonnen, vor allem den Aspekt, ob mehr Produkte oder Edukte gebildet werden, wenn Q größer oder kleiner als K ist, habe ich vorher nicht gewusst.

Schönen Abend noch und lieben Gruß!