Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 01.12.2014, 22:07   #1   Druckbare Version zeigen
carladubbn weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
Frage Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Hallo ich bin 12. Klasse und habe eine allgemeine Frage.
Wir sollen Unterschiede zwischen einer Gleichgewichtsreaktion und einer vollständig ablaufenden Reaktion finden. Ich habe jetzt schon eine Stunde gegoogelt, aber nichts zur vollständig ablaufenden Reaktion gefunden..

Zur Gleichgewichtsreaktion habe ich jetzt folgendes ausgearbeitet:
- Reaktion verläuft nicht vollständig -> somit Einstellung des Gleichgewichts, bei dem Reaktionsprodukte und Ausgangsstoffe nebeneinander vorliegen
- Hin- und Rückreaktion laufen gleich schnell ab und die Konzentration von Edukten und Produkten bleibt gleich
- Das Gleichgewicht kann durch Änderungen des Drucks, der Temperatur oder der Konzentration der Stoffe gestört werden -> danach stellt sich neues Gleichgewicht ein (Verschiebung der Lage des Gleichgewichts und wirkt somit der Störung entgegen)

-> könnt ihr mir sagen ob das alle Punkte für eine Gleichgewichtsreaktion sind und was ich dafür als Unterschiede benutzen kann? Würde mich echt freuen, weil mir das Internet da derzeitig nicht weiterhelfen kann, und auf Seiten auf denen was steht verstehe ich 0.

Danke schonmal im vorraus an die die sich dem "Problem" annehmen!
carladubbn ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2014, 09:00   #2   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Zitat:
Zitat von carladubbn Beitrag anzeigen
, aber nichts zur vollständig ablaufenden Reaktion gefunden..
Einmal gestartet (eventuell Aktivierung) laufen die vollständig gemäß einer gewissen Kinetik ab. Umkehrbar sind sie nicht, etwa mittels Temperatur oder Druck. Ursache für die Völlständigkeit könnte auch das andauernde "Entfernen" eines Produktes sein. Es gibt einen kompletten Energieumsatz.
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Alt 02.12.2014, 09:18   #3   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.396
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Schöne Frage. Aber was versteht man unter einer "vollständige Reaktion"?

- Gleichgewichtskonstante ist so, dass das Gleichtgewicht (einer reversiblen) auf der Produktseite liegt
- eine (thermodynamisch) irreversible Reaktion
- eine kinetisch gehemmte Reaktion (so dass die Rückreaktion ausgeschlossen ist)
- ...

Gruß

jag
__________________
Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2014, 20:17   #4   Druckbare Version zeigen
carladubbn weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Danke für die Antworten
carladubbn ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.12.2014, 14:12   #5   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.033
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Zitat:
Zitat von der kleine Hut Beitrag anzeigen
Einmal gestartet (eventuell Aktivierung) laufen die vollständig gemäß einer gewissen Kinetik ab. Umkehrbar sind sie nicht, etwa mittels Temperatur oder Druck.
Eine Anmerkung dazu. Wenn man den Phasenuebergang Eis <--> Wasser betrachtet, der ja wie jede andere chemische Reaktion auch mit den selben thermodynamischen Gesetzen formuliert wird, so herrscht fuer ein bestimmtes (p,T), z.B. 273 K und Standarddruck, Gleichgewicht. Eine Aenderung von p bei konstantem T oder umgekehrt wuerde zu einen vollstaendigem Uebergang der einen Phase in die andere fuehren, was natuerlich umgekehrt werden kann.

Unumkehrbar kann man hoechstens verwenden, wenn man meint, dass z.B. bei T < 273 K und Standarddruck Wasser vollstaendig zu Eis erstarrt, ohne weiteres aber Eis nicht wieder zu Wasser schmilzt. Das dies aber durch Aenderung der Temperatur/Druck nicht moeglich sei, stimmt nicht, denn man muss ja nur wieder erwaermen.
__________________
Der Beginn aller Wissenschaften ist das Staunen, dass die Dinge so sind, wie sie sind. Aristoteles
DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.12.2014, 09:40   #6   Druckbare Version zeigen
Phenylacetyl Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.000
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Ich glaube nichr, daß die Aufgabe einer 12. Klasse auf das Phasengleichgewicht Wasser/Eis abzielt. Aber wer es trotzdem betrachten möchte, sollte auch auf den Aspekt der Freiheitsgrade (Gibbsche Phasenregel) eingehen.
Phenylacetyl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.12.2014, 20:30   #7   Druckbare Version zeigen
carladubbn weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Höhö ja so tiefgründig haben wir das noch nicht behandelt sind noch nicht fertig mit dem Thema deshalb hab ich noch nicht so plan von dem ganzen
carladubbn ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.12.2014, 09:11   #8   Druckbare Version zeigen
Phenylacetyl Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.000
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Wenn ich die Beispiele betrachte:

1) Graphit --> Diamant

dann wäre das für mich eine vollständig ablaufende chemische Reaktion. Bei geeigneten p und T läuft die Reaktion vollständig ab. Man braucht zwar einen Katalysator und viel Zeit, aber es geht. Der Antrieb ist der Unterschied der chem. Potentiale beider Stoffe.

2) Wasser --> Eis

Hier kann ich keine Einordnung vornehmen. Dazu müßten erst weitere Auswahlkriterien berücksichtigt werden.

Bei zum Beispiel Standarddruck und 0°C ist es keinesfalls klar, in welche Richtung dieser Vorgang geht, oder ob überhaupt etwas passiert. Alles ist möglich.

Die chem. Potentiale von Eis und Wasser sind gleich. Und trotzdem, es kann dann ein gesamter Umsatz stattfinden oder überhaupt nichts passieren. Eine chemische Reaktion wäre das für mich nicht.
Phenylacetyl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 15:45   #9   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.033
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Zitat:
Zitat von Phenylacetyl Beitrag anzeigen
1) Graphit --> Diamant

dann wäre das für mich eine vollständig ablaufende chemische Reaktion. Bei geeigneten p und T läuft die Reaktion vollständig ab. Man braucht zwar einen Katalysator und viel Zeit, aber es geht. Der Antrieb ist der Unterschied der chem. Potentiale beider Stoffe.
Aber die Reaktion kann eben auch umgekehrt werden, und zwar durch Aenderung von Druck oder Temperatur, was von der_kleine_Hut anders gesehen wurde. Ob man einen Katalysator braucht, um eine angemessene Reaktionszeit zu erreichen, ist eine andere Frage. Jedenfalls laeuft die Reaktion auch ohne ab, sofern ein Unterschied in den chemischen Potentialen besteht.

Zitat:
Zitat von Phenylacetyl Beitrag anzeigen
2) Wasser --> Eis

Hier kann ich keine Einordnung vornehmen. Dazu müßten erst weitere Auswahlkriterien berücksichtigt werden.
Warum jetzt bei dieser Umwandlung keine Einordnung vorgenommen werden kann, verstehe ich nicht. Sowohl bei Graphit/Diamant als auch Eis/Wasser handelt es sich um chemische Reaktionen (ich mache da zunaechst keine Unterschiede) der Art A --> B.

Zitat:
Zitat von Phenylacetyl Beitrag anzeigen
Bei zum Beispiel Standarddruck und 0°C ist es keinesfalls klar, in welche Richtung dieser Vorgang geht, oder ob überhaupt etwas passiert. Alles ist möglich.

Die chem. Potentiale von Eis und Wasser sind gleich. Und trotzdem, es kann dann ein gesamter Umsatz stattfinden oder überhaupt nichts passieren. Eine chemische Reaktion wäre das für mich nicht.
Bei Standarddruck und 0 °C gibt es insofern keine Richtung, als dass bei diesen Bedingungen eben Gleichgewicht herrscht (die chemischen Potentiale gleich sind) und sozusagen nichts passiert. Es gibt dann also keinen vollstaendigen Umsatz. Gleiches gilt aber auch fuer Graphit/Diamant; auch da lassen sich solche (p,T)-Wertepaare finden, eben die Graphit-Diamant-Phasengrenzlinie.
__________________
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DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 17:26   #10   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.255
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

vielleicht sollte man in die diskussion ( der TES ist 12. klasse) doch ein wenig mehr praxisbezug / realitaetssinn einkehren lassen*) , und versuchen eine alltagstaugliche sinnvolle grenze zwischen "gleichgewichtsreaktion" und "irreversibler reaktion" zu ziehen.

mein vorschlag:

- eine typische gleichgewichtsraktion ist eine solche, bei der produkte und edukte nicht eindeutig und praktisch quantitativ zu produkten abreagieren, sondern sich vielmehr im endzustand ein (relevanter) mix aus beiden "quellen" einstellt (dessen temperatur- und ggf. druckabhaenbgige komposition sodann sinnvoll durch eine gleichgewichtskonstante K beschrieben wird, sobald das system sich einmal hinreichend virialisiert hast)

beispiel: veresterung von ethanol, essigsaeure zu essigester, wasser

- eine typische irreversible reaktion ist dadurch gekennzeichnet, dass du bei reaktionsende von den edukten praktisch nix mehr findest, und sich auch edukt nicht mehr relevant spontan (anteilig) aus dem produkt rueckbildet

beispiel: reaktion von Na, Cl2 zu NaCl in stoechiometrisch korrekter zusammensetzung

damit ist dem TES m.a.n. sicherlich mehr geholfen, als mit absurden phasenumwandlungsdiskussionen o.ae., die mir zudem inhaltlich auch noch aus anderer quelle abgepinselt scheinen, "notfalls auch ohne hinweis auf meine autorenschaft", wie es dort gelegentlich durch den dortigen verfasser so schoen heisst.




gruss

Ingo


*)
beide konzepte sind, auf die spitze getrieben, dann irgendwie grenzfaelle des absurden: weder stellt sich ein ideales, perfektes gleichgewicht jemals in endlicher zeit ein, noch ist eine rueckreaktion zu einer komplexen struktur "aus dem urschleim des atomigen" fuer ewig, immer und allezeiten komplett auszuschliessen.
aber das ist dann bestenfalls nur noch esoterik, und hat mit realer chemie nur noch wenig zu tun...

Geändert von magician4 (15.12.2014 um 17:47 Uhr)
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 18:29   #11   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.033
Dass nun die Umwandlungen Graphit <--> Diamant oder Eis <--> Wasser absurde Reaktionen sind ist Ansichtssache. Fuer mich jedenfalls sind sie geeignete Beispiele fuer vollstaendig ablaufende Reaktionen im thermodynamischen Sinn. Und das auch einmal Schuelern zu praesentieren und sie zumindest zum Nachdenken darueber anzuregen, halte ich durchaus fuer wichtig. Vielleicht mag das Beispiel NaCl da besser geeignet sein (mMn zwar nicht in voller thermodynamischer Strenge), na gut.

Womit ich aber nun nicht einverstanden bin, ist Folgendes:

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
- eine typische irreversible reaktion ist dadurch gekennzeichnet, dass du bei reaktionsende von den edukten praktisch nix mehr findest, und sich auch edukt nicht mehr relevant spontan (anteilig) aus dem produkt rueckbildet
Denn auch "Gleichgewichtsreaktionen" wie eben die Veresterung verlaufen bis zur Einstellung des Gleichgewichts irreversibel. Man sollte also lieber bei der Bezeichnung "vollstaendig" bleiben. Auch wenn dies wieder "abgepinselt" zu sein scheint, ist dies meine persoenliche Ueberzeugung.
__________________
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DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 15.12.2014, 18:42   #12   Druckbare Version zeigen
Phenylacetyl Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.000
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Wenn wir schon bei der Erbsenzählerei sind, dann dieses hier:

einerseits:
Zitat:
Zitat von DaTei Beitrag anzeigen
Dass nun die Umwandlungen Graphit <--> Diamant oder Eis <--> Wasser absurde Reaktionen sind ist Ansichtssache. Fuer mich jedenfalls sind sie geeignete Beispiele fuer vollstaendig ablaufende Reaktionen im thermodynamischen Sinn.
andererseits:
Zitat:
Zitat von DaTei Beitrag anzeigen
Bei Standarddruck und 0 °C gibt es insofern keine Richtung, als dass bei diesen Bedingungen eben Gleichgewicht herrscht (die chemischen Potentiale gleich sind) und sozusagen nichts passiert.
Was denn nun?

Aber Hauptsache dagegen sein.
Phenylacetyl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 19:50   #13   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.255
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Zitat:
Zitat von DaTei Beitrag anzeigen
Denn auch "Gleichgewichtsreaktionen" wie eben die Veresterung verlaufen bis zur Einstellung des Gleichgewichts irreversibel.
das ist meiner ansicht nach hochgradig irrig: schon und auch waehrend des hinstrebens auf ein schlussendliches gleichgewicht laufen permanent umwandlungen hin<-->rueck ab, d.h. dass insbesondere ein z.b. "auf halbem wege" mal gebildetes esterteilchen, um in meinem beispiel zu bleiben, individuell durchaus nochmals wieder zerlegt werden kann (und nachfolgend wieder reagieren, und wieder zerlegt werden kann usw..) , ehe das system als ganzes den makroskopischen GG-zustand erreicht hat (und selbst dann geht das spiel ja doch noch weiter, nur eben ohne makroskopischen netto-effekt).
"irreversibel" ist was anderes....

empfehlung: beschaeftige dich mal mit dem begriff "fliessgleichgewicht" etwas naeher, und was da eigentlich so alles lustiges passiert, ehe das system markroskopisch (!) in ruhe zu sein scheint ( was es aber microskopisch natuerlich nach wie vor(!) nicht ist): das wechselspiel der differentialgleichungen ist lehrreich.

... und die dagegen doch eher hohe kunst der thermodynamik und kinetik der phasenumwandlungen sollten wir solange doch besser nochmal hintan stellen (oder, mein vorschlag, besser ganz aus diesem thread hier rauslassen), denn ich halte es nach wie vor fuer dem TES grad wenig sachdienlich.

Zitat:
Auch wenn dies wieder "abgepinselt" zu sein scheint, ist dies meine persoenliche Ueberzeugung.
tja, moeglicherweise laesst du dich da aus insoweit nur bedingt kompetenter quelle ueberzeugen...

gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 21:05   #14   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.033
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

Zitat:
Zitat von Phenylacetyl Beitrag anzeigen
Was denn nun?
Das habe ich doch für Eis <--> Wasser dargelegt: Bei Standarddruck und 0 °C liegt Gleichgewicht vor und es findet keine Reaktion statt, egal wieviel Eis und Wasser vorhanden ist. Wird der Druck konstant gehalten und die Temperatur z.B. erniedrigt, reagiert Wasser vollständig zu Eis.

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
das ist meiner ansicht nach hochgradig irrig: schon und auch waehrend des hinstrebens auf ein schlussendliches gleichgewicht laufen permanent umwandlungen hin<-->rueck ab, d.h. dass insbesondere ein z.b. "auf halbem wege" mal gebildetes esterteilchen, um in meinem beispiel zu bleiben, individuell durchaus nochmals wieder zerlegt werden kann (und nachfolgend wieder reagieren, und wieder zerlegt werden kann usw..) , ehe das system als ganzes den makroskopischen GG-zustand erreicht hat (und selbst dann geht das spiel ja doch noch weiter, nur eben ohne makroskopischen netto-effekt).
"irreversibel" ist was anderes....
Es geht mir nicht darum was mikroskopisch alles während der Reaktion passiert. Es geht mir darum, was vorher und was nachher vorliegt und sei es eben unter der Annahme hinreichend langer (uendlich langer) Zeit. Und sofern nicht Gleichgewicht vorliegt, verläuft eine chemische Reaktion immer irreversibel, also unter Erzeugung von Entropie. Was nicht heißt, dass sie nicht durch eine geeignete Prozessführung umkehrbar ist. Tut man dies aber nicht und überlässt das System sich selbst, stellt sich, wenn nicht schon bereits geschehen, ein Gleichgwicht ein.

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
empfehlung: beschaeftige dich mal mit dem begriff "fliessgleichgewicht" etwas naeher, und was da eigentlich so alles lustiges passiert, ehe das system markroskopisch (!) in ruhe zu sein scheint ( was es aber microskopisch natuerlich nach wie vor(!) nicht ist): das wechselspiel der differentialgleichungen ist lehrreich.
Noch einmal: "ehe das system markroskopisch (!) in ruhe zu sein scheint" ist für mich nicht von Interesse, sondern das System in Ruhe. Und darauf baut zunächst eine einfache thermodynamische Betrachtung auf.
__________________
Der Beginn aller Wissenschaften ist das Staunen, dass die Dinge so sind, wie sie sind. Aristoteles
DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.12.2014, 21:59   #15   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.255
AW: Unterschiede Gleichgewichtsreaktion und vollständig ablaufende Reaktion

kennzeichen eines (eingestellten) fliessgleichgewichts ( welches nach mir gelaufiger allgemeiner uebereinkunft nun aber wiederum finales kennzeichen einer jeden "gleichgewichtsreaktion" ist) ist es aber grad, dass da auch weiterhin reaktion stattfindet, ob es dir nun passt oder nicht: da helfen dir auch privatdefinitionen nicht um deinen klops vom tisch zu diskutieren.

... und die frage ob da nun irgendwie entropie entsteht oder nicht hat doch mit "reversibel" oder "irreversibel" erstmal nix zu tun: die frage ist doch vielmehr ob du da umkehrbare stoffumwandlungen vorliegen hast oder nicht
(und, natuerlich, ist das geschehen im eingestellten GG sodann isentropisch, keine frage ... aber vorher eben nicht, und doch ist das reaktionsgeschehen doch in allen phasen das gleiche... die veresterung per se ist doch nicht mal reversibel, mal irreversibel, je nachdem ob das GG schon eingestellt ist oder nicht , je nach gefuehl und wellenschlag)

es mag manche aeltere herren geben, die solche feinheiten auch bis heut nicht verstanden haben, stimmt...
... jedoch, und da wiederhole ich mich gern: DU solltest dich wirklich mal mit "fliessgleichgewicht" naeher befassen....


gruss

Ingo
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