3 das chemische gleichgewicht 3.6 die geschwindigkeit chemischer reaktionen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenBeispiele zweier Reaktionen mit negativer G und sehr unter-schiedlicher Geschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenBeispiele zweier Reaktionen mit negativer G und sehr unter-schiedlicher Geschwindigkeit

1.) H2 + F2 2 HF Sehr schnelle Reaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenBeispiele zweier Reaktionen mit negativer G und sehr unter-schiedlicher Geschwindigkeit

1.) H2 + F2 2 HF Sehr schnelle Reaktion

2.) H2 + Cl2 2 HCl Bei NB keine meßbare Rkn.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenBeispiele zweier Reaktionen mit negativer G und sehr unter-schiedlicher Geschwindigkeit

1.) H2 + F2 2 HF Sehr schnelle Reaktion

2.) H2 + Cl2 2 HCl Bei NB keine meßbare Rkn.

Die Gleichgewichtslage hat keinen Einflußauf die Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenBeispiele zweier Reaktionen mit negativer G und sehr unter-schiedlicher Geschwindigkeit

1.) H2 + F2 2 HF Sehr schnelle Reaktion

2.) H2 + Cl2 2 HCl Bei NB keine meßbare Rkn.

Die Gleichgewichtslage hat keinen Einflußauf die Reaktionsgeschwindigkeit

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

+ Konzentration der Reaktionsteilnehmer

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

+ Konzentration der Reaktionsteilnehmer(Faustregel: 10 K Erhöhung steigert die Reaktions-geschwindigkeit um das 2-4fache.)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

+ Konzentration der Reaktionsteilnehmer(Faustregel: 10 K Erhöhung steigert die Reaktions-geschwindigkeit um das 2-4fache.)

+ Katalyse

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

+ Konzentration der Reaktionsteilnehmer(Faustregel: 10 K Erhöhung steigert die Reaktions-geschwindigkeit um das 2-4fache.

+ Katalyse (Veränderung des Reaktionsweges!)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Welche Parameter haben Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

+ Temperatur

+ Konzentration der Reaktionsteilnehmer(Faustregel: 10 K Erhöhung steigert die Reaktions-geschwindigkeit um das 2-4fache.)

+ Katalyse (Veränderung des Reaktionsweges!)

Mit der Geschwindigkeit und den Mechanismen chemischer Reaktionenbefaßt sich die Chemische Kinetik.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der ReaktionsgeschwindigkeitKonzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Für die Reaktion

2 N2O O2 + 2 N2

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Für die Reaktion

2 N2O O2 + 2 N2

gilt die Geschwindigkeitsgleichung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Die Konzentration tritt mit dem Exponenten 1 auf; solche Reaktionenheißen

Reaktionen erster Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Die Konzentration tritt mit dem Exponenten 1 auf; solche Reaktionenheißen

Reaktionen erster Ordnung.

k wird als Geschwindigkeitskonstante bezeichnet.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Der Zerfall von Iodwasserstoff in die Elemente folgt der Gleichung

2 HI I2 + H2

Hierfür wird die folgende Geschwindigkeitsgleichung gefunden:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Der Zerfall von Iodwasserstoff in die Elemente folgt der Gleichung

2 HI I2 + H2

Hierfür wird die folgende Geschwindigkeitsgleichung gefunden:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Der Zerfall von Iodwasserstoff in die Elemente folgt der Gleichung

2 HI I2 + H2

Hierfür wird die folgende Geschwindigkeitsgleichung gefunden:

Die Konzentration tritt mit dem Exponenten 2 auf; solche Reaktionen heißen

Reaktionen zweiter Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Chemische Bruttogleichungen informieren über

+ Edukte und Produkte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Chemische Bruttogleichungen informieren über

+ Edukte und Produkte

und nicht über den

molekularen Ablauf; den Reaktionsmechanismus.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

zum Beispiel zerfällt N2O in zwei Schritten:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Liegt eine Folge von Reaktionsschritten vor, bestimmt der langsamste Reaktionsschritt die Geschwindigkeit

der Gesamtreaktion.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Im obigen Fall ist die erste Rkn. geschwindigkeitsbestimmend. Da hier nur ein Molekül beteiligt ist, nennt man solche Zerfallsreaktionenmonomolekulare Reaktionen.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Im obigen Fall ist die erste Rkn. geschwindigkeitsbestimmend. Da hier nur ein Molekül beteiligt ist, nennt man solche Zerfallsreaktionenmonomolekulare Reaktionen.

Monomolekulare Reaktionen sind immer erster Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

HI zerfällt nach einem Zeitgesetz zweiter Ordnung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

HI zerfällt nach einem Zeitgesetz zweiter Ordnung

es liegt ein anderer Reaktionsmechanismus vor:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

HI zerfällt nach einem Zeitgesetz zweiter Ordnung

es liegt ein anderer Reaktionsmechanismus vor:

Geschwindigkeitsbestimmender Schritt ist ein Zusammenstoß zweierHI - Moleküle: HI + HI H2 + I2

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

HI zerfällt nach einem Zeitgesetz zweiter Ordnung

es liegt ein anderer Reaktionsmechanismus vor:

Geschwindigkeitsbestimmender Schritt ist ein Zusammenstoß zweierHI - Moleküle: HI + HI H2 + I2

Eine solche Reaktion ist eine bimolekulare Reaktion.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

HI zerfällt nach einem Zeitgesetz zweiter Ordnung

es liegt ein anderer Reaktionsmechanismus vor:

Geschwindigkeitsbestimmender Schritt ist ein Zusammenstoß zweierHI - Moleküle: HI + HI H2 + I2

Eine solche Reaktion ist eine bimolekulare Reaktion.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Eine solche Reaktion ist eine bimolekulare Reaktion.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Eine solche Reaktion ist eine bimolekulare Reaktion.

Bimolekulare Reaktionen sind immer 2. Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Bei einer trimolekularen Reaktion müssen drei Teilchen gleichzeitigzusammenstoßen.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Bei einer trimolekularen Reaktion müssen drei Teilchen gleichzeitigzusammenstoßen, z. B.:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Bei einer trimolekularen Reaktion müssen drei Teilchen gleichzeitigzusammenstoßen, z. B.:

Trimolekulare Reaktionen sind immer 3. Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Aus der Molekularität einer Reaktion ergibt sich also die Reaktions-ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Aus der Molekularität einer Reaktion ergibt sich also die Reaktions-ordnung.

Umgekehrt kann aus der Reaktionsordnung nicht zwingend auf den Reaktionsmechanismus geschlossen werden.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Aus der Molekularität einer Reaktion ergibt sich also die Reaktions-ordnung.

Umgekehrt kann aus der Reaktionsordnung nicht zwingend auf den Reaktionsmechanismus geschlossen werden, wie im Folgenden gezeigt:

Für die HI - Bildung aus den Elementen findet man eine (Gesamt)-eaktion 2. Ordnung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Aus der Molekularität einer Reaktion ergibt sich also die Reaktions-ordnung.

Umgekehrt kann aus der Reaktionsordnung nicht zwingend auf den Reaktionsmechanismus geschlossen werden, wie im Folgenden gezeigt:

Für die HI - Bildung aus den Elementen findet man eine (Gesamt)-eaktion 2. Ordnung.

Möglich wäre demnach: H2 + I2 2 HI

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Experimentelle Untersuchungen des Mechanismus‘ zeigen aber:

I2 2I schnelle GG-Einstellung

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Experimentelle Untersuchungen des Mechanismus‘ zeigen aber:

I2 2I schnelle GG-Einstellung

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Experimentelle Untersuchungen des Mechanismus‘ zeigen aber:

I2 2I schnelle GG-Einstellung

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

I2 2I schnelle GG-Einstellung

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

Die Konzentration der Iodatome ist gegeben durch das MWG:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

I2 2I schnelle GG-Einstellung

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

Die Konzentration der Iodatome ist gegeben durch das MWG:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

Geschwindigkeitsgesetz:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

Geschwindigkeitsgesetz:

zusammen mit folgt:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

2 I + H2 2 HI geschwindigkeitsbestimmender Schritt(trimolekulare Reaktion)

Geschwindigkeitsgesetz:

zusammen mit folgt:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

wird beschrieben durch die Arrhenius-Gleichung:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

wird beschrieben durch die Arrhenius-Gleichung:

1859 - 1927

schwedischerPhysikochemiker

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

wird beschrieben durch die Arrhenius-Gleichung:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

wird beschrieben durch die Arrhenius-Gleichung:

Für den HI - Zerfall (r = k [HI]2) gilt demnach:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

wird beschrieben durch die Arrhenius-Gleichung:

Für den HI - Zerfall (r = k [HI]2) gilt demnach:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Nicht alle Zusammenstöße mit hinreichender Aktivierungsenergie führen auch zur Reaktion. Die Moleküle müssen in geeigneter räum-licher Orientierung zusammentreffen:

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Nicht alle Zusammenstöße mit hinreichender Aktivierungsenergie führen auch zur Reaktion. Die Moleküle müssen in geeigneter räum-licher Orientierung zusammentreffen:

ungeeigneter Zusammenstoß

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Nicht alle Zusammenstöße mit hinreichender Aktivierungsenergie führen auch zur Reaktion. Die Moleküle müssen in geeigneter räum-licher Orientierung zusammentreffen:

geeigneter Zusammenstoß

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

Für die Gleichgewichtsreaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

Für die Gleichgewichtsreaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

Für die Gleichgewichtsreaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

Für die Gleichgewichtsreaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

ReaktionenReaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

Für die Gleichgewichtsreaktion

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei hinreichend großer Aktivierungsenergie EA kann bei Normal-temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit nahezu null werden.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei hinreichend großer Aktivierungsenergie EA kann bei Normal-temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit nahezu null werden.

H2 + Cl2 2 HCl

H2 + 0.5 O2 H2O

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei hinreichend großer Aktivierungsenergie EA kann bei Normal-temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit nahezu null werden.

H2 + Cl2 2 HCl

H2 + 0.5 O2 H2O

Trotzdem für beide Rkn. das GG weit rechts liegt, sind Mischungen ausWasserstoff /Chlor oder Wasserstoff/Sauerstoff bei Normaltemperaturstabil.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei hinreichend großer Aktivierungsenergie EA kann bei Normal-temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit nahezu null werden.

H2 + Cl2 2 HCl

H2 + 0.5 O2 H2O

Trotzdem für beide Rkn. das GG weit rechts liegt, sind Mischungen ausWasserstoff /Chlor oder Wasserstoff/Sauerstoff bei Normaltemperaturstabil.Im Unterschied zu im GG befindlichen Systemen nennt man solcheSysteme metastabil oder kinetisch gehemmt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Im Unterschied zu im GG befindlichen Systemen nennt man solcheSysteme metastabil oder kinetisch gehemmt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Im Unterschied zu im GG befindlichen Systemen nennt man solcheSysteme metastabil oder kinetisch gehemmt.

Eine Aufhebung der Hemmung (Aktivierung) kann durch

+ Zuführung von Energie (T oder h)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Im Unterschied zu im GG befindlichen Systemen nennt man solcheSysteme metastabil oder kinetisch gehemmt.

Eine Aufhebung der Hemmung (Aktivierung) kann durch

+ Zuführung von Energie (T oder h) oder durch+ Katalysatoren erfolgen.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Im Unterschied zu im GG befindlichen Systemen nennt man solcheSysteme metastabil oder kinetisch gehemmt.

Eine Aufhebung der Hemmung (Aktivierung) kann durch

+ Zuführung von Energie (T oder h) oder durch+ Katalysatoren erfolgen.

Bei Knallgas- oder Chlorknallgasgemischen Zündung durch Flamme,Lichtquanten oder Platinkontakt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei Knallgas- oder Chlorknallgasgemischen Zündung durch Flamme,Lichtquanten oder Platinkontakt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei Knallgas- oder Chlorknallgasgemischen Zündung durch Flamme,Lichtquanten oder Platinkontakt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei Knallgas- oder Chlorknallgasgemischen Zündung durch Flamme,Lichtquanten oder Platinkontakt.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Metastabile Systeme

Bei Knallgas- oder Chlorknallgasgemischen Zündung durch Flamme,Lichtquanten oder Platinkontakt.

Für Brom verläuft die Rkn. analog; für Iod beginnt die radikalische HI-Bildung erst oberhalb 500 °C, da die b.) Rkn. stark endotherm ist.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Katalysatoren greifen in den Reaktionsmechanismus ein, ohne selbstverbraucht zu werden.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Katalysatoren greifen in den Reaktionsmechanismus ein, ohne selbstverbraucht zu werden.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: hohe Aktivierungsenergie

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: hohe Aktivierungsenergie

niedrige Aktivierungsenergie niedrige Aktivierungsenergie

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: hohe Aktivierungsenergie

niedrige Aktivierungsenergie niedrige Aktivierungsenergie

Diese Prozesse spielen bei der früher vorherrschenden Schwefelsäure-erzeugung nach dem Bleikammerverfahren eine bedeutende Rolle.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

unterschieden werden: homogene Katalyse und

heterogene Katalyse

(auch „Kontakt“; oft aufgebracht aufTrägermaterial. Erhöhung der Aktivitätdurch Promotoren.)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

unterschieden werden: homogene Katalyse und

heterogene Katalyse

(auch „Kontakt“; oft aufgebracht aufTrägermaterial. Erhöhung der Aktivitätdurch Promotoren.)

Fremdstoffmengen können Katalysatoren unbrauchbar machen.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

unterschieden werden: homogene Katalyse und

heterogene Katalyse

(auch „Kontakt“; oft aufgebracht aufTrägermaterial. Erhöhung der Aktivitätdurch Promotoren.)

Fremdstoffmengen können Katalysatoren unbrauchbar machen.(Kontaktgifte; z.B.: H2S, As, Pb, Hg)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

Johann Döbereiner (1780 - 1849), Prof. in Jena und Freund Goethes

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

Döbereinersches Feuerzeug(ab 1823)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse

Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

Döbereinersches Feuerzeug(ab 1823)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

Physisorption

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

Physisorption Chemisorption

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Wasserstoffaktivierung an Platin

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Ammoniaksythese

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Ammoniaksythese

Katalysator: -FeTrägermaterial: Aluminium-, Calcium- und

Kaliumoxid wirken gleichzeitig als Promotoren (Strukturpromot.)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Ammoniaksythese

Katalysator: -FeTrägermaterial: Aluminium-, Calcium- und

Kaliumoxid wirken gleichzeitig als Promotoren (Strukturpromot.)

Bedingungen: ca. 500 °C, 250 - 1000 bar

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Ammoniaksythese

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Synthese von Schwefeltrioxid

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Synthese von Schwefeltrioxid

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Synthese von Schwefeltrioxid

Katalysator: Vanadiumoxid (IV/V)Trägermaterial: Zeolith, Kieselgel, Bimsstein

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Synthese von Schwefeltrioxid

Katalysator: Vanadiumoxid (IV/V)

Trägermaterial: Zeolith, Kieselgel, Bimsstein

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Reaktion von CO mit Wasserstoff

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Reaktion von CO mit Wasserstoff

Mit Hilfe eines spezifischen Katalysators ist es möglich, den Reaktions-weg auf ein bestimmtes Produkt zu legen (Katalysatorselektivität).

3 Das chemische Gleichgewicht 3.6 Die Geschwindigkeit chemischer

Reaktionen

Katalyse Beispiel: Reaktion von CO mit Wasserstoff

Mit Hilfe eines spezifischen Katalysators ist es möglich, den Reaktions-weg auf ein bestimmtes Produkt zu legen (Katalysatorselektivität).

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Lösungen sind homogene Mischungen. Nach Aggregatzustand kann manunterscheiden:

+ Gasmischungen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Lösungen sind homogene Mischungen. Nach Aggregatzustand kann manunterscheiden:

+ Gasmischungen+ flüssige Lösungen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Lösungen sind homogene Mischungen. Nach Aggregatzustand kann manunterscheiden:

+ Gasmischungen+ flüssige Lösungen+ feste Lösungen (z.B.: Legierungen)

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Lösung

Hauptkomponente Nebenkomponenten

Lösungsmittel gelöste Stoffe

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Stoffe, die unter Bildung von Ionen in Lösung gehen, nennt man

Elektrolyte.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte Hydratation

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte Hydratation

Andere Beispiele: [Cu(H2O)4]2+, [Co(H2O)6]2+,

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte Hydratation

Die Hydratationsenthalpie ist umso größer, je kleiner das Ion und je höher die Ionenladung ist.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

In Elektrolytlösungen ablaufende Rkn. sind Ionenreaktionen.

Die hohen Geschwindigkeiten von Ionenreaktionen führen zu praktisch sofortiger GG-Einstellung.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

In Elektrolytlösungen ablaufende Rkn. sind Ionenreaktionen.

Die hohen Geschwindigkeiten von Ionenreaktionen führen zu praktisch sofortiger GG-Einstellung.

Bei sehr kleiner Ionenkonzentration spricht man von idealen Lösungen.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

In Elektrolytlösungen ablaufende Rkn. sind Ionenreaktionen.

Die hohen Geschwindigkeiten von Ionenreaktionen führen zu praktisch sofortiger GG-Einstellung.

Bei sehr kleiner Ionenkonzentration spricht man von idealen Lösungen.

Bei höheren Ionenkonzentrationen müssen WW zwischen den Ionenberücksichtigt werden. Dies führt zu einer kleineren als der wirklichen Konzentration, der sog. „wirksamen Konzentration“.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Bei sehr kleiner Ionenkonzentration spricht man von idealen Lösungen.

Bei höheren Ionenkonzentrationen müssen WW zwischen den Ionenberücksichtigt werden. Dies führt zu einer kleineren als der wirklichen Konzentration, der sog. „wirksamen Konzentration“.

man definiert auch die Aktivität a:

a = f . c/co

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Lösungen, Elekrolyte

Bei sehr kleiner Ionenkonzentration spricht man von idealen Lösungen.

Bei höheren Ionenkonzentrationen müssen WW zwischen den Ionenberücksichtigt werden. Dies führt zu einer kleineren als der wirklichen Konzentration, der sog. „wirksamen Konzentration“.

man definiert auch die Aktivität a:

a = f . c/co

Für ideale L. ist a = 1.

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ gesättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ gesättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ gesättigte Lösung

das Löslichkeitsprodukt LAB

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ gesättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ gesättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ übersättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

+ übersättigte Lösung

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Löslichkeitsprodukte für Salze vom Typ AB2

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Löslichkeitsprodukte für Salze vom Typ AB2 und A2B3

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Löslichkeitsprodukte

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Fällungsreaktionen

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Das Verteilungsgesetz von Nernst

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Das Verteilungsgesetz von Nernst

Beispiel; Verteilung von Iod zwischen Chloroform und Wasser

3 Das chemische Gleichgewicht 3.7 Gleichgewichte von Salzen, Säuren und

Basen

Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt, Nernstsches Verteilungsgesetz

Das Verteilungsgesetz von Nernst

Beispiel; Verteilung von Iod zwischen Chloroform und Wasser