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Einfluss der Temperatur auf Thermodynamik und Kinetik einer Gleichgewichtsreaktion

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Anhand einer Gleichgewichtsreaktion können wir verschiedene kinetische und thermodynamische Prinzipien sehr schön erläutern. Wir betrachten
die Reaktionen A->B und B->A Die Hinreaktion besitzt eine Aktivierungsenergie von 9,86 kJ/mol; die Rückreaktion eine Aktivierungsenergie von 19,7 kJ/mol.
Gegeben sind die Geschwindigkeitskonstanten bei 298 K. Gefragt ist nach Geschwindigkeitskonstanten und Gleichgewichtskonstanten bei 298 K und 398 K.
Mit der ARRHENIUS-Gleichung können wir Geschwindigkeitskonstanten von einer Temperatur auf die andere umrechnen, sofern wir die Aktivierungsenergie kennen: Wenn bei
einer Temperatur T(2)=298 K die Geschwindigkeitskonstante bekannt ist; wenn auch die Aktivierungsenergie bekannt ist können wir die Geschwindigkeitskonstante bei einer anderen Temperatur T(1)=398 K leicht errechnen. Es ergibt sich ein Wert von 10,1 1/h. Auch
die Rückreaktion wird schneller. Wenn wir die
Werte einsetzen, stellen wir fest: Die Rückreaktion beschleunigt sich von 2,7 1/h auf 19,9 1/h.
Die Rückreaktion wird deutlich mehr beschleunigt als die Hinreaktion - eine Folge der höheren Aktivierungsenergie.
(E(A)rück > E(A)hin) Es gibt eine Beziehung zwischen der Gleichgewichtskonstante und den Geschwindigkeitskonstanten von Hinreaktion und Rückreaktion. Wenn wir diese Beziehung anwenden, stellen wir fest, dass bei 273K eine Gleichgewichtskonstante von 1,37 vorliegt. Bei der höheren Temperatur von 373 K beträgt die Gleichgewichtskonstante 0,51.
Aus der Differenz der Aktivierungs-Enthalpien kann die Reaktionsenthalpie delta(H) berechnet werden. Die Reaktion ist exotherm mit delta(H)= - 9,84 kJ/mol. Wenn
wir bei einer exothermen Gleichgewichtsreaktion die Temperatur erhöhen, beschleunigen sich sowohl Hinreaktion als auch Rückreaktion. Die Rückreaktion beschleunigt sich jedoch stärker als die Hinreaktion. Infolge dessen nimmt die Gleichgewichtskonstante bei Erhöhung der Temperatur ab.
Komplexe
Aktivierungsenergie
Reaktionsgeschwindigkeit
Reaktionsführung
Vorlesung/Konferenz
Delta
Reaktionswärme
Aktivierungsenergie
Reaktionswärme
Reaktionsgeschwindigkeit
Gleichgewichtskonstante

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Einfluss der Temperatur auf Thermodynamik und Kinetik einer Gleichgewichtsreaktion
Untertitel Übungsaufgabe 38
Serientitel Einführung in die Reaktionskinetik
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15629
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Schlagwörter Physikalische Chemie
Kinetik

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