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Chemie · Reaktionskinetik

Massenwirkungsgesetz (Gleichgewichtskonstante)

Das Massenwirkungsgesetz (MWG) beschreibt das chemische Gleichgewicht: Das stöchiometrisch gewichtete Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen von Produkten zu Edukten ist konstant.

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Formel

Kc = [C]ᶜ·[D]ᵈ / ([A]ᵃ·[B]ᵇ)
LaTeX: K_c = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}
Kc dimensionslos (Konzentrationen in mol/L)

Variablen & Einheiten — Massenwirkungsgesetz (Gleichgewichtskonstante)

SymbolBedeutungEinheit
KcGleichgewichtskonstante (konzentrationsbezogen)dimensionslos
[C],[D]Gleichgewichtskonzentrationen der Produktemol/L
[A],[B]Gleichgewichtskonzentrationen der Eduktemol/L
a,b,c,dStöchiometrische Koeffizientendimensionslos

Herleitung & Hintergrund — Massenwirkungsgesetz (Gleichgewichtskonstante)

Guldberg & Waage (1864) formulierten das MWG. Kc >> 1: Gleichgewicht auf Produktseite. Kc << 1: Gleichgewicht auf Eduktseite. Le-Chatelier-Prinzip: Konzentrations-, Druck- oder Temperaturänderung verschiebt das Gleichgewicht kompensatorisch.

Rechenbeispiel

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Bei [N₂] = 0,5, [H₂] = 0,5, [NH₃] = 0,1 mol/L: Kc = (0,1)² / (0,5·(0,5)³) = 0,01/0,0625 = 0,16.

Anwendungsgebiete

Haber-Bosch-Verfahren (NH₃-Synthese), Säure-Base-Gleichgewichte, Pufferberechnung, Löslichkeitsprodukt

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Frage (Vorderseite)

Was beschreibt die Formel Kc = [C]ᶜ·[D]ᵈ / ([A]ᵃ·[B]ᵇ)? Nenne alle Variablen und Einheiten.

Antwort (Rückseite)

Das Massenwirkungsgesetz (MWG) beschreibt das chemische Gleichgewicht: Das stöchiometrisch gewichtete Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen von Produkten zu Edukten ist konstant.. Kc: Gleichgewichtskonstante (konzentrationsbezogen) (dimensionslos); [C],[D]: Gleichgewichtskonzentrationen der Produkte (mol/L); [A],[B]: Gleichgewichtskonzentrationen der Edukte (mol/L); a,b,c,d: Stöchiometrische Koeffizienten (dimensionslos).

Wissenschaftliche Quellen

  • [1]Guldberg, C.M. & Waage, P. (1864). Studier over Affiniteten. Christiania.

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