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