Le-Chatelier-Prinzip und chemisches Gleichgewicht

Le-Chatelier-Prinzip

Das Le-Chatelier-Prinzip besagt: Wenn ein System im Gleichgewicht eine Veränderung der Konzentration der reagierenden Spezies, des Drucks oder der Temperatur erfährt, reagiert das System, indem es ein neues Gleichgewicht erreicht, das die Auswirkungen der Änderung teilweise kompensiert.

Änderung des Drucks

Wir können den Druck eines Systems im Gleichgewicht bei konstanter Temperatur ändern durch:

• Hinzufügen oder Entfernen einer Spezies in einem gasförmigen Zustand. Die Auswirkungen entsprechen den Veränderungen in der Konzentration einer der reagierenden Spezies, und die Reaktion verschiebt sich, wie wir im vorherigen Abschnitt gesehen haben.
• Hinzufügen eines inerten Gases bei konstantem Volumen. Der Gesamtdruck steigt zwar, der Partialdruck jedoch nicht, sodass dieser Zusatz keine Auswirkungen auf das Gleichgewicht hat. Wenn jedoch ein Inertgas bei konstantem Druck hinzugefügt wird, kann sich das Gleichgewicht ändern, da es das Volumen der Mischung erhöht, um Platz zu schaffen.
• Ändern des Systemvolumens bei konstanter Temperatur. Da Druck und Volumen umgekehrt proportional sind, führt eine Erhöhung des Volumens zu einem Druckabfall und umgekehrt.

Änderung des Volumens

Wir können das Volumen ändern:

• Wenn wir das Volumen erhöhen, nimmt der Druck ab, und da die Konzentration umgekehrt proportional zum Volumen ist, sinkt auch diese. Diese Änderung wird durch eine Verschiebung dorthin ausgeglichen, wo eine größere Anzahl von Molen der Gase vorhanden ist.
• Wenn wir das Volumen verringern, erhöht sich der Druck, die Konzentration steigt, und das System kompensiert diese Änderung, indem es sich dorthin entwickelt, wo weniger Mole an Gasen vorhanden sind.

Änderung der Temperatur

Wir können die Temperatur ändern, indem wir Wärme zuführen oder abführen. Eine Erhöhung der Temperatur begünstigt die Richtung, in der die Reaktion endotherm ist, und verringert die Richtung, in der die Reaktion exotherm ist.

Hinzufügen eines Katalysators

Ein Katalysator hat keine Auswirkungen auf das Gleichgewicht, er bewirkt nur, dass es schneller erreicht wird.

Produkt-Ion

Ein Produkt der molaren Konzentrationen der Ionen in einer bestimmten Lösung, potenziert mit dem entsprechenden stöchiometrischen Koeffizienten.

• Q = Ksp, gesättigte Lösung, Gleichgewichtssystem.
• Q > Ksp, übersättigte Lösung, das überschüssige Salz fällt aus, bis Q = Ksp.
• Q < Ksp, ungesättigte Lösung, kann Feststoff auflösen.