Gleichgewichtskonstante Kc
Konzentrations-Gleichgewichtskonstante: Kc = (c_prod1 · c_prod2) / (c_edukt1 · c_edukt2). Misst die Lage des Gleichgewichts über die Konzentrationen.
Gleichgewichtskonstante Kc berechnen
Konzentrations-Gleichgewichtskonstante: Kc = (c_prod1 · c_prod2) / (c_edukt1 · c_edukt2). Misst die Lage des Gleichgewichts über die Konzentrationen.
- Kc — Gleichgewichtskonstante Kc
- c_prod1 — c(Produkt 1)
- c_prod2 — c(Produkt 2)
- c_edukt1 — c(Edukt 1)
- c_edukt2 — c(Edukt 2)
Was ist die Gleichgewichtskonstante Kc?
Bei einer umkehrbaren Reaktion stellt sich nach einiger Zeit ein chemisches Gleichgewicht ein: Hin- und Rückreaktion laufen gleich schnell ab. Die Gleichgewichtskonstante Kc beschreibt die Lage dieses Gleichgewichts über die Stoffmengenkonzentrationen der beteiligten Stoffe.
Für die allgemeine Reaktion A + B ⇌ C + D ergibt sich das Massenwirkungsgesetz: das Produkt der Konzentrationen der Produkte geteilt durch das Produkt der Konzentrationen der Edukte. Ein großer Wert von Kc bedeutet, dass die Produkte überwiegen, ein kleiner Wert, dass das Gleichgewicht auf der Seite der Edukte liegt.
Die Formel
Kc = (c_prod1 · c_prod2) / (c_edukt1 · c_edukt2)
Umstellungen:
c_prod1 = Kc · c_edukt1 · c_edukt2 / c_prod2
c_prod2 = Kc · c_edukt1 · c_edukt2 / c_prod1
c_edukt1 = c_prod1 · c_prod2 / (Kc · c_edukt2)
c_edukt2 = c_prod1 · c_prod2 / (Kc · c_edukt1)Die Variablen
| Symbol | Bedeutung | Einheit | Erklärung |
|---|---|---|---|
| Kc | Gleichgewichtskonstante | — | Konzentrations-Gleichgewichtskonstante. |
| c_prod1 | c(Produkt 1) | mol/L | Konzentration des ersten Produkts. |
| c_prod2 | c(Produkt 2) | mol/L | Konzentration des zweiten Produkts. |
| c_edukt1 | c(Edukt 1) | mol/L | Konzentration des ersten Edukts. |
| c_edukt2 | c(Edukt 2) | mol/L | Konzentration des zweiten Edukts. |
Minimal-Beispiel
In einer Reaktion A + B ⇌ C + D liegen im Gleichgewicht vor: c(A) = 0,20 mol/L, c(B) = 0,30 mol/L, c(C) = 0,40 mol/L, c(D) = 0,15 mol/L.
Kc = (c(C) · c(D)) / (c(A) · c(B))
= (0,40 · 0,15) / (0,20 · 0,30)
= 0,060 / 0,060
= 1,0Praxis-Beispiele
Beispiel 1 — Veresterung: Essigsäure mit Ethanol
In der klassischen Veresterung CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O liegen im Gleichgewicht etwa c(Säure) = 0,33 mol/L, c(Alkohol) = 0,33 mol/L, c(Ester) = 0,67 mol/L und c(Wasser) = 0,67 mol/L vor.
Kc = (0,67 · 0,67) / (0,33 · 0,33)
≈ 0,4489 / 0,1089
≈ 4,12Beispiel 2 — Wassergas-Gleichgewicht
CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂ mit c(CO) = 0,10 mol/L, c(H₂O) = 0,10 mol/L, c(CO₂) = 0,20 mol/L, c(H₂) = 0,20 mol/L.
Kc = (0,20 · 0,20) / (0,10 · 0,10)
= 0,040 / 0,010
= 4,0Beispiel 3 — Lage des Gleichgewichts einschätzen
In einem Schulversuch wird Kc ≈ 50 ermittelt. Ein Wert deutlich größer als 1 bedeutet: das Gleichgewicht liegt klar auf der Seite der Produkte — die Hinreaktion ist im Gleichgewicht stark bevorzugt.
Kc ≫ 1 → Produkte überwiegen
Kc ≈ 1 → ausgeglichenes Gleichgewicht
Kc ≪ 1 → Edukte überwiegen