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Chemisches Gleichgewicht 



dC 



Konzentration nach der Zeit bezeichnet. 



dt 



Und zwar + 



dC 

 dt 



, wenn die Konzen- 



tration des betreffenden Stoffes bei der Re- 

 aktion wachst, - TT- , wenn sie abnimmt. 



Die Geschwindigkeit einer Eeaktion 

 hangt erfahrungsgemaB von den Konzen- 

 trationen der beteiligten Stoffe ab und zwar 

 ist sie um so groBer, je groBer diese Kon- 

 zentrationen sind. 



Ferner hat sich ergeben, daB wenn in 

 einem homogenen System mehrere Reak- 

 tionen gleichzeitig vor sich gehen, sie im 

 allgemeinen unabhangig voneinander ver- 

 laufen, d. h. mit denselben Geschwindigkeiten, 

 wie wenn jede allein verliefe. Von deni Vor- 

 gang in einem gasformigen System aus Jod, 

 Wasserstoff und Jodwasserstoff erhalten wir 

 so folgendes Bild. Erhitzt man in einem ab- 

 geschlossenen Raum ein Gemisch von Wasser- 

 stoff und Jod, so gelit zunachst die Reaktion 

 H 2 +J 2 =2HJ vor sich. Je weiter sie fort- 

 schreitet desto kleiner werden die Konzen- 

 trationen der beiden Stoffe, die Geschwindig- 

 keit der Reaktion wird also immer kleiner 

 werden. Dabei bildet sich Jodwasserstoff. 

 Von diesem haben wir bereits gesehen, daB 

 er, allein vorhanden, bei derselben Temperatur 

 mit merklicher Geschwindigkeit in Wasser- 

 stoff und Jod zerfallt, Nach dem pben Ge- 

 sagten wird die Geschwindigkeit dieses 

 Zerfalles nicht dadurch beeinfluBt, daB gleich- 

 zeitig die entgegengesetzte Reaktion statt- 

 findet, und da im Laufe der Zeit die Kon- 

 zentration des Jodwasserstoffs, welche zu 

 Beginn war, wachst, wird auch die Ge- 

 schwindigkeit der Reaktion 2HJ=H 2 +J. 2 

 mit der Zeit zunehmen. Es nimmt also die 

 Geschwindigkeit der einen Reaktion all- 

 mahlich ab, die der entgegengesetzten zu 

 und es wird daher ein Augenbhck kommen, 

 wo beide Reaktionen mit gleicher Ge- 

 schwindigkeit erfolgen, d. h. wo in jedem 

 Augenblick gleichviel Jodwasserstoff gebildet 

 und zersetzt wird. Von da an wird sich 

 die Zusammensetzung des Systems nicht 

 mehr verandern, der Gleichgewichtszustand 

 ist erreicht. 



Nach dieser Anschauung hat also im 

 Gleichgewicht nicht jeder Umsatz aufgehort, 

 sondern es findet fortgesetzt Umsatz statt, 

 aber derselbe vollzieht sich in zwei entgegen- 

 gesetzten Richtungen mit gleicher absoluter 

 Geschwindigkeit. Man bezeichnet solche 

 Gleichgewichte als dynamische Gleichge- 

 wicht e zum Unterschied von den stati- 

 schen Gleichgewichten der Mechanik, bei 

 welehen kein Vorgang stattfindet. 



Man kann nun die Bedingungen des 



Gleichgewichtszustandes sowohl aus der eben 

 entwickelten Vorstellung gewinnen, daB die 

 entgegengesetzten Vor gauge, wie aus der 

 eingangs besprochenen, daB die entgegen- 

 gesetzten Krafte einander aufheben. 



In ersterem FaUe geht man von den Ge- 

 setzen der chemischen Kinetik aus (vgl. 

 den Artikel ,,Chemische Kinetik"), in 

 letzterem von denen der Thermo dynamik 

 (vgl. die Artikel ,,T h e r m o c h e m i e" und 

 ,,En e r g i e 1 e h r e"). 



4 b) Ableitung des Massenwirkungs- 

 gesetzes aus der Kinetik. Die Unter- 

 suchung der Geschwindigkeit chemischer 

 Reaktionen hat nun folgendes ergeben. 

 Findet in eiuem homogenen System eine 

 Reaktion statt, deren chemische Gleichung 

 lautet 



njA-f-iiaB-f . . . = m 1 a+m 2 b+ . . . 



wo A, B, a, b usw. die einzelnen Stoffe und 

 zwar je ein Molekiil, n l5 n 2 usw. m 1? m 2 usw. 

 die Zahl der Molekiile bedeuten, welche in 

 die Gleichung eingehen, claim gilt fiir die 

 Beziehung zwischeu der Geschwindigkeit 

 dieser Reaktion und den Konzentrationen 

 der beteihgten Stoffe in jedem Augenblick 

 die Gleichung 



dt 



Hier bedeutet k x eine empirische Konstante, 

 die sogenannte Geschwindigkeitskon- 

 stante der Reaktion, CA, CB usw. die Kon- 

 zentrationen der Stoffe A, B usw. Fiir die ent- 

 gegengesetzt gerichtete Reaktion gilt ebenso 



dC_ pnu pm, 

 dt = 



Die resultierende Geschwindigkeit ist also 

 gleich der Summe der Geschwindigkeiten 

 der beiden entgegengesetzten Reaktionen. 

 Im Gleichgewicht wird diese resultierende 

 Geschwindigkeit 0, daher 



a a 



Cl'.C 



K 



B 



Diese Gleichung wird als das Massen- 

 wirkungsgesetz bezeichnet. 



Sie wurde in ihrer allgemeinen Form 

 zuerst von Guldberg und Waage 1864 

 und 1867 aufgestellt. Die Arbeiten yon 

 Guldberg und Waage blieben aber ziemlich 

 unbekannt, so daB das Gesetz spater unab- 

 hangig von verschiedenen Seiten (Jellet 

 1873 und van't Hoff 1877) aufgestellt 

 wurde. 



Machen wir uns die Bedeutung dieses 



