14.9
Die Temperatur beeinflusst die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion; daher wirkt eine Änderung der Temperatur für eine Reaktion im Gleichgewicht als Belastung des Systems. Das Le Châtelier-Prinzip sagt voraus, wie das System reagieren wird, um solche Störungen zu minimieren.
Eine Änderung der Temperatur ändert den Wert der Gleichgewichtskonstante, im Gegensatz zu einer Änderung der Konzentration oder des Volumens, die das Gleichgewicht verschiebt, ohne den Wert von K zu ändern.
Man denke an die Zerlegung von gasförmigem Phosphorpentachlorid in Phosphortrichlorid und Chlorgas. Für diese endotherme Reaktion kann man sich die absorbierte Wärme als Reaktant vorstellen.
Ein Temperaturanstieg fügt dem System Wärme hinzu, ähnlich wie bei der Zugabe von mehr Reaktanten. Dadurch verschiebt sich die Gleichgewichtsposition in Richtung der Produkte und produziert mehr Phosphortrichlorid und Chlor, um die zusätzliche Wärme zu verbrauchen, da der Wert der Gleichgewichtskonstante K gestiegen ist.
Auf der anderen Seite entzieht ein Temperaturabfall dem System Wärme, ähnlich wie das Entfernen eines Reaktanten. Die Gleichgewichtslage verschiebt sich in Richtung der Reaktanten und produziert mehr Phosphorpentachlorid, um Wärme abzugeben, da der Wert von K gesunken ist.
Für eine exotherme Reaktion, wie z. B. die gasförmige Reaktion zwischen Schwefeldioxid und Sauerstoff zur Herstellung von Schwefeltrioxid, kann die freigesetzte Wärme als Produkt betrachtet werden.
Ein Temperaturanstieg ist vergleichbar mit der Zugabe von mehr von einem Produkt. Dies führt dazu, dass sich die Gleichgewichtsposition in Richtung der Reaktanten verschiebt und mehr Schwefeldioxid und Sauerstoff produziert werden, um einen Teil der zusätzlichen Wärme zu absorbieren, da der Wert von K gesunken ist.
Umgekehrt entzieht das Verringern der Temperatur dieser exothermen Reaktion die Wärme, wie das Entfernen eines Produkts. Die Gleichgewichtsposition verschiebt sich in Richtung der Produkte und produziert mehr Schwefeltrioxid, um Wärme freizusetzen, wenn K zugenommen hat.
So begünstigt ein Temperaturanstieg die Produkte in einer endothermen Reaktion, während ein Temperaturabfall die Produkte in einer exothermen Reaktion begünstigt.
In Übereinstimmung mit dem Massenwirkungsgesetz verschiebt sich ein durch eine Konzentrationsänderung belastetes Gleichgewicht, um das Gleichgewicht w…
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