Ich habe von dem Thema noch nicht wirklich viel Ahnung und habe deshalb auch eine einfach Frage.
Wir haben gesagt bekommen, dass eine endotherme Hinreaktion durch eine hohe Reaktionstemperatur begünstigt wird und die exotherme entsprechend anders herum. Als Begründung heisst es, dass bei einer endothermen Reaktion mehr Teilchen Ea überspringen. Aber mir reicht das irgendwie nicht aus. Wie lässt sich das thermodynamisch mit Enthalpie usw. begründen? Und warum finden Rückreaktionen überhaupt statt? Weil ein kleiner Teil der Teilchen im Ausgangszustand wieder einen energetisch günstigeren Zustand hat? Das hätte sich das Teilchen ja aber auch schon vorher überlegen können.
Ich habe nicht wirklich Ahnung, bitte machts nicht zu kompliziert...
buba
06.11.2003, 18:01
Das Prinzip des kleinsten Zwangs / Prinzip von le Chatelier lässt sich auch auf die Energie (Wärme!) anwenden:
A + B <---> AB + Energie
= exotherme Reaktion; das GGW wird bei Temp.erhöhung = Energiezufuhr auf die Seite der Edukte verschoben
Adam
06.11.2003, 20:29
@kammerjäger
Die Antwort auf deine Frage wird Dir die Entropie und damit eine Gleichung die das Leben eines Chemikers sehr erleichtert die Freie Gibbs Enthalpie geben.
dG = dH -TdS
<-> dG/T = dH/T -dS
So, und nun nehme eine endotherme bzw exotherme Reaktion. Wie verhält sich dG -das treibende Potential einer Reaktion- bei einer Temperaturerhöhung bzw. Erniedrigung?
Und warum finden Rückreaktionen überhaupt statt? Weil ein kleiner Teil der Teilchen im Ausgangszustand wieder einen energetisch günstigeren Zustand hat? Das hätte sich das Teilchen ja aber auch schon vorher überlegen können.
Das Teilchen hat es sich schon genau überlegt ;) Man muß differenziren zwischen irreversiblen und rev. Reaktionen. Bei Ersteren liegt das GG fast vollständig auf der seite der Produkte (Energetische Senke)
Bei rev. oder teilweise rev. Reaktionen sieht dies etwas anders aus:
Beispiel: Bildung eines Esters:
Alkohol und Säuremoleküle stoßen ständig zusammen. Das ist die Voraussetzung für das Zustandekommen einer chemischen Bindung. Da muß man aber fein unterscheiden:
Zunächst können die Teilchen wie Billardkugeln zusammenstoßen, dann prallen sie wieder voneinander ab. Diese Zusammenstöße sind chemisch unwirksam. Wenn sich die Teilchen aber an der richtigen Stelle treffen, finden chemisch wirksame Zusammenstöße zwischen den Molekülen statt.
Das heißt, wenn Alkoholmoleküle mit Säuremolekülen an den richtigen Ecken zusammenstoßen, entstehen Estermoleküle und Wassermoleküle. Das ist die Hinreaktion. Gleichzeitig stoßen umgekehrt aber auch Wassermoleküle mit Estermolekülen wirksam zusammen. Wenn die Energie ausreicht entstehen wieder Alkoholmoleküle und Säuremoleküle (Rückreaktion).
Es stellt sich ein chemisches Gleichgewicht ein.Dabei handelt es sich um ein dynamisches Gleichgewicht.
Gruß
Adam
kammerjäger
06.11.2003, 22:32
danke soweit, aber ich frage mich: Bei einer Hinreaktion (z.B. die zu Ester) beträgt dG bei einer bestimmten Temperatur entweder >0 oder <0
Und nur in EINE Richtung ist dG negativ, also läuft die Reaktion freiwillig ab. Oder kann es sein, dass durch die Boltzmannverteilung ein paar wenige Wasser und Esterteilchen extrem energiearm oder energiereich sind und so trotzdem reagieren?
FK
07.11.2003, 07:12
<font class="serif">Δ</font>G ist Null, wenn das Gleichgwicht erreicht ist. Daraus folgt, dass <font class="serif">Δ</font>G für Hin- und Rückreaktion negativ ist, aber mit unterschiedlichem Betrag.
Gruß,
Franz
Alichimist
07.11.2003, 10:34
es geht überhaupt nicht um den Absolutwert von deltaG, sondern um den Anstieg dG/dxsi (diff. Reaktionsfortschritt in Mol). Der Unterschied zw. Hin und Rück liegt also im Vorzeichen dieser Steigung und wird im Ggw. gerade Null...
Oder kann es sein, dass durch die Boltzmannverteilung ein paar wenige Wasser und Esterteilchen extrem energiearm oder energiereich sind und so trotzdem reagieren?
Die Gleichgewichtskonstante lässt sich natürlich auch aus der stat. TD über die Zustandssummen definieren. Dabei ist jener Zustand entropisch begünstigt der die größrere Zustandsumme aufweist.
Gruß
Adam
kammerjäger
07.11.2003, 16:29
über den graph kann ich meine Frage vielleicht deutlicher machen: Bis 80% Umsatz erreicht sind, läuft die Reaktion ja gut (dG ist negativ). Warum geht es aber ab 80% Prozent wieder in die andere Richtung?? Man hätte den Graphen doch einfach lineal bis zu 100% durchziehen können, so dass die Reaktion vollständig abläuft und dG am negativsten wird.
Adam
07.11.2003, 20:08
über den graph kann ich meine Frage vielleicht deutlicher machen: Bis 80% Umsatz erreicht sind, läuft die Reaktion ja gut (dG ist negativ). Warum geht es aber ab 80% Prozent wieder in die andere Richtung?? Man hätte den Graphen doch einfach lineal bis zu 100% durchziehen können, so dass die Reaktion vollständig abläuft und dG am negativsten wird.
Das kann man eben nicht tun. Das der Graph ein Minimum aufweist liegt daran, dass zu der Änderung der Freien Gibbschen Standardreaktionsentahalpie (die tatsächlich eine lineare Funktion der Reaktionslaufzahl ist) noch die Freie Gibbsche Mischungsenthalpie hinzuaddiert wird (Diese Funktion stellt im idealen Falleine Parabel da.
Gruß
Adam
kammerjäger
08.11.2003, 16:10
und durch die Gleichgewichtsreaktion wird dG stärker negativ als wenn A+B vollständig zu C+D reagieren würden?
Alichimist
08.11.2003, 16:16
bzw. durch die gleichzeitige Anwesenheit aller Reaktanten (Edukte u. Produkte) bewirkt die Änderung der Freien Mischungsenergie wiederrum eine Veränderung in dG (Ansteigen)...
Gruss
kammerjäger
09.11.2003, 14:47
Was ist die freie Mischungsenergie?
Außerdem: Wenn es für ein paar Teilchen A+B energetisch günstiger ist, zu C+D zu werden, warum dann nicht auch für die anderen?
Oder: Was unterscheidet die Teilchen, die zu C+D werden, von denen, die gleich wieder zu A+B zurückreagieren wollen?