Massenwirkungsgesetz (Gleichgewichtskonstante)
Das Massenwirkungsgesetz (MWG) beschreibt das chemische Gleichgewicht: Das stöchiometrisch gewichtete Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen von Produkten zu Edukten ist konstant.
Formel
K_c = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}Variablen & Einheiten – Massenwirkungsgesetz (Gleichgewichtskonstante)
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| 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 |
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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