Chemisches Grleichgewicht 



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Der Chemiker pflegt einen Stoff oder ein 

 System dann bestandig zu nennen, wenn 

 innerhalb einer Zeit, deren Dauer sich meist 

 nach praktischen Bedingungen richtet, keine 

 Aenderungen zu beobachten sind, und eine 

 solche auch nicht durch relativ kleine Ein- 

 griffe zur Auslosung gebracht werden kann. 



In der Gleichgewichtslehre dagegen wird 

 ein System als bestandig bezeichnet, wenn 

 es sich in noch so langer Zeit nicht andern 

 kann, d. h. wenn es sich im Gleichgewicht 

 befindet. So wird der Chemiker Stickoxyd 

 bei gewohnlicher Temperatur als bestandig 

 bezeichnen, weil unter diesen Umstanden 

 selbst nach Monaten kein merklicher Zerfall 

 dieses Stoffes zu beobachten ist. Im Sinne 

 der Gleichgewichtslehre dagegen ist diese 

 Verbindung ganz unbestandig, weil, wie wir 

 sehen werden (S. 481), dern Gleichgewicht 

 bei Zimmertemperatur fast vollstandiger 

 Zerfall in die Elemente eutspricht. 



Im folgenden soil der Ausdruck ,, bestan- 

 dig" nur im Sinne der Gleichgewichtslehre 

 gebraucht werden, Systeme oder Stoffe, 

 welche keine merkbaren zeitlichen Verande- 

 rungen zeigen, dagegen als ,,haltbar" be- 

 zeichnet werdeu. 



6b) Die Halogenwasserstoffgleich- 

 gewichte. Wir haben die allgemeinen Gleich- 

 gewichtsbedingungen fur das Gleichgewicht 

 2HJ^H 2 + J 2 bereits erortert. Dieses Gleich- 

 gewicht ist besonders eingehend und exakt 

 untersucht. Es liegen Messungen von 

 Bodenstein vor, der die Gleichgewichts- 

 konstante zwischen 280 und 520 bei 11 

 Temperaturen mit groBer Genauigkeit er- 

 mittelte. Bei hoherer Temperatur hat 

 Vogel von Falckenstein Messungen an- 

 gestellt. In der folgenden Tabelle sind einige 

 Resultate dieser Arbeiten wiedergegeben. 



C 2 



HJ 



= K und da, ahnlich wie oben (vgl. 

 S. 475) C H j = - =2- Cj 2 = C Ha = %- so 



ist K= 





Das Gleichgewicht wurde 



Unter t sind die Temperaturen in Celsius- 

 graden, unter a die Zersetzungsgrade, d. h. 

 die Bruchteile des urspriinglich vorhandenen 

 Jodwasserstoffs angefiihrt, welche im Gleich- 

 gewicht zersetzt sind, wenn man von reinem 

 Jodwasserstoff ausgeht. a =0,25 heiBt also 

 z. B., daB im Gleichgewicht 75% des Jod- 

 wasserstoffs noch unzersetzt, 25/ als Wasser- 

 stoff und Jod vorhanden sind. Die in der 

 dritten Spalte angefuhrten Konstanten K 

 sind die aus den Zersetzungsgraden berech- 

 neten Gleichgewichtskonstanten. Es ist 



nicht zu noch hoheren Temperaturen 

 verfolgt, weil dann durch die Disso- 

 ziation der Jodmolekiile in Jodatome 

 Komphkationen eintreten. Wie man sieht, 

 andert sich das Gleichgewicht nur wenig 

 mit der Temperatur. Das hangt damit zu- 

 sammen, daB die Warmetonung der Reak- 

 tion selir klein ist. Diese Warmetonung ist 

 sehr stark abhangig von der Temperatur 

 und die Abhangigkeit laBt sich aus experimen- 

 tellen Griinden nicht direkt ermitteln oder 

 nach der in anderen Fallen ublichen Art 

 berechnen (vgl. den Artikel ,,Thermo- 

 chemie"). Man kann sie jedoch mit Hilfe 

 der Formel der Reaktionsisochore (vgl. oben 

 S. 477 aus den fiir je zwei wenig verschiedene 

 Temperaturen gefundenen Gleichgewichtskon- 

 stanten berechnen. So erhielt Bodenstein 

 die in der Tabelle unter U angefuhrten Werte. 

 Bodenstein gelangte so auch zu einem 

 Ausdruck fiir die Temperaturabhangigkeit der 

 Gleichgewichtskonstante. Es ist von beson- 

 derem Interesse zu wissen, wie das Gleich- 

 gewicht bei ,, gewohnlicher Temperatur" liegt. 

 Direkt messen laBt es sich hier nicht, weil, wie 

 bereits erwahnt, die Reaktion hier zu langsam 

 vor sich geht. Aus Bode n steins Berech- 

 nungen ergibt sich fiir 30 K=154, a = 0,0024. 

 Bei 30 sind also nur 0,24/ des Jodwasser- 

 stoffs im Gleichgewicht zerf alien. Aus den 

 Gleichgewichtskonstanten konnen wir mit 

 Hilfe der oben gewonnenen Gleichung 

 A=RTlnK die maximale Arbeit oder Affi- 

 nitat der Reaktion berechnen. So erhalt 

 man z. B. fiir 30 A= RTlnl54 = 1,985. 303. 

 2,3023 log 154=3300 cal. Konnte man also 

 bei 30 in der oben geschilderten Weise, 

 aus je einem Mol Wasserstoff und Joddampf 

 von der Konzentration 1, zwei Mole Jod- 

 wasserstoff von der Konzentration 1 er- 

 zeugen, dann wiirde dieser Vorgang die eben 

 berechnete Arbeit liefern (uber die direkte 

 Messung derartiger Arbeiten vgl. unten S. 479). 

 Bei einer hoheren Temperatur, welche jeden- 

 falls noch ziemlich weit iiber 1200 liegt, 

 wiirde fiir a der Wert 0,50 erreicht. Dort 

 wiirde K=l. Bei dieser Temperatur wiirde 

 also die Affinitat = im Sinne der oben S. 474 

 gegebenen Ausfiihrungen. 



Dem Jodwasserstoffgleichgewicht formell 

 vollig analog sind die Gleichgewichte 



doch ist das Verhalten der entsprechenden 

 Systeme bei oberflachlicher Betrachtung 

 ein von dem des Jodwasserstoffgleichge- 



