Chemisches Gleichgewicht

Im chemischen Gleichgewicht laufen Hin- und Rückreaktion mit gleicher Geschwindigkeit ab – die Konzentrationen der Edukte und Produkte bleiben konstant.

Das Massenwirkungsgesetz (MWG) von Guldberg und Waage beschreibt das Gleichgewicht bei Gasreaktionen: $K_c = \frac{(Produkte)^{\text{Exponenten}}}{(Edukte)^{\text{Exponenten}}}$. Beispiel: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$, $K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$.

Änderungen verschieben das Gleichgewicht (Prinzip von Le Chatelier):

• Temperaturerhöhung → begünstigt die endotherme Reaktion
• Druckerhöhung → begünstigt die Seite mit weniger Gas-Molekülen
• Konzentrationserhöhung → Gegenseite reagiert, um die Veränderung auszugleichen

Beispiele:

• Haber-Bosch-Verfahren: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ + Wärme wird mit hohem Druck und Katalysator in Richtung Ammoniak verschoben
• Trypsin-Puffer: Enzymatische Gleichgewichte ermöglichen stabiler pH-Wert