4.7 Chemische Gleichgewichte, Gleichgewichtskonstante und G

Wir gehen von folgender allgemeiner chemischer Reaktion aus:

Frage:

Lösung:

Es gilt:

Für konstantes p und T erhalten wir dann:

Wir vergleiche mit

G = -RT lnK und erhalten daraus:

a_i sind hier die zuvor definierten Aktivitäten.

4.7.1 Chemische Reaktionsgleichgewichte

G < 0 strebt einem Minimum zu: dn₁ = n_i - n_i = d. Im Gleichgewicht gilt:

Auch hier seien T und p konstant:

Für eine ideale Mischung gilt _i = _i + RT lnx_i, wie wir zuvor bewiesen haben. Für eine reale Mischung lassen sich die chemischen Potentiale mit den Aktivitätskoeffizienten _i schreiben als _i = _i + RT lnx_i + RT ln_i = _i + RT lna_i. Durch Einsetzen resultiert:

(4.1)

läßt sich dies auch schreiben als:

Man kann somit K aus rein thermodynamischen Funktionen G ausrechnen.

• Gasreaktionen:
  
  

• Heterogene Reaktionen:

  CaCO₃ (s) CaO (s) + CO₂

  Es gilt a_i = 1 bei reinen festen Stoffen.

4.7.2 Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten

Dies gilt nach GIBBS-HELMHOLTZ. Des weiteren benötigen wir folgenden mathematischen Zusammenhang:

Damit läßt sich folgende sehr wichtige Beziehung finden:

4.7.3 Druckabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten