Was ist massenwirkungsgesetz?

Massenwirkungsgesetz (MWG)

Das Massenwirkungsgesetz (MWG) beschreibt das Verhältnis der Konzentrationen von Edukten und Produkten im chemischen Gleichgewicht. Es ist ein grundlegendes Konzept der chemischen Thermodynamik und Kinetik.

Grundlegendes Prinzip:

Für eine reversible Reaktion der Form:

aA + bB ⇌ cC + dD

gilt im Gleichgewichtszustand folgende Beziehung:

K = ([C]^c * [D]^d) / ([A]^a * [B]^b)

Dabei ist:

• K die Gleichgewichtskonstante. Sie ist temperaturabhängig und charakteristisch für jede Reaktion.
• [A], [B], [C], [D] die Gleichgewichtskonzentrationen der Stoffe A, B, C und D.
• a, b, c, d die stöchiometrischen Koeffizienten der Reaktionsgleichung.

Bedeutung der Gleichgewichtskonstante (K):

• Ein großes K (>1) bedeutet, dass das Gleichgewicht auf der Seite der Produkte liegt. Die Reaktion läuft bevorzugt in Richtung der Produktbildung ab.
• Ein kleines K (<1) bedeutet, dass das Gleichgewicht auf der Seite der Edukte liegt. Die Reaktion läuft bevorzugt in Richtung der Edukte ab.
• K = 1 bedeutet, dass die Konzentrationen der Edukte und Produkte im Gleichgewicht etwa gleich sind.

Faktoren, die das Gleichgewicht beeinflussen (Prinzip von Le Chatelier):

Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass ein System im Gleichgewichtszustand äußeren Einflüssen ausweicht. Diese Einflüsse können sein:

• Konzentrationsänderung: Die Zugabe von Edukten verschiebt das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte, und umgekehrt. (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Le%20Chateliersches%20Prinzip)
• Druckänderung: Bei Reaktionen mit gasförmigen Stoffen verschiebt eine Erhöhung des Drucks das Gleichgewicht auf die Seite mit der geringeren Anzahl an Gasteilchen, und umgekehrt.
• Temperaturänderung: Eine Erhöhung der Temperatur begünstigt die endotherme Reaktion, eine Senkung die exotherme Reaktion. (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Endotherme%20Reaktion, https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Exotherme%20Reaktion)
• Katalysator: Ein Katalysator beschleunigt die Hin- und Rückreaktion gleichermaßen und beeinflusst somit die Gleichgewichtslage nicht. (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Katalysator)

Anwendungsbereiche:

Das Massenwirkungsgesetz findet Anwendung in vielen Bereichen der Chemie, z.B.:

• Säure-Base-Reaktionen
• Löslichkeitsgleichgewichte
• Komplexbildungsreaktionen
• Biochemische Reaktionen
• Technische Chemie (Optimierung von Reaktionsbedingungen)

Zusammenfassend: Das MWG ist ein wichtiges Werkzeug, um chemische Gleichgewichte zu verstehen und zu beeinflussen. Das Verständnis des chemischen Gleichgewichts ist hierfür essenziell.