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1. Anschauliche „Erklärung“ der Gleichgewichtsverschiebung:
Betrachtet man die Energie E wie einen Reaktionsteilnehmer, so lässt sich die N 2
O 4
-Spaltung
folgendermaßen notieren: N 2
O 4
(g) + E
2 NO 2
(g).
Die Energie steht auf der Eduktseite, da eine Energiezufuhr nötig ist, um N 2
O 4
zu spalten.
Bei exothermen Reaktionen wird die Energie zur Produktseite addiert, da hier Energie von
links nach rechts frei wird.
Erwärmt man nun das Reaktionsgemisch, so entspricht dies einer Zugabe von Energie. Die
überschüssige Energie wird nun dadurch abgebaut, dass die Reaktion bevorzugt nach rechts
abläuft, was zu einer Gleichgewichtsverschiebung nach rechts führt.
Andererseits entzieht eine Temperaturerniedrigung dem System Wärmeenergie, so dass
bevorzugt die Rückreaktion abläuft, bis sich ein neues Gleichgewicht eingestellt hat.
Allgemein gilt:
Eine Temperaturerhöhung führt dazu, dass die endotherme (energieverbrauchende) Reaktion
bevorzugt abläuft.
Eine Abkühlung führt dazu, dass die exotherme (energieliefernde) Reaktion bevorzugt
abläuft.
2. wissenschaftlich korrekte Erklärung der Gleichgewichtsverschiebung (für Interessierte):
Die anschauliche „Erklärung“ führt bei der Vorhersage von Gleichgewichtsverschiebungen
bei Temperaturänderung immer zum richtigen Ergebnis. Sie sollte aber auf molekularer Ebene
nicht überstrapaziert werden. Die Energie E ist eben kein „Molekül“, dass mit N 2
O 4
zusammenstößt und das Produkt 2 NO 2
bildet.
Eine detaillierte Erklärung geht vom Energiediagramm einer endothermen Reaktion aus (Abb.
7-3). Wenn ein N 2
O 4
-Molekül mit einem beliebigen anderen Molekül des Gemisches
kollidiert (zusammenstößt), so kann dabei Energie aufnehmen. Ist diese Energie größer, als
die Aktivierungsenergie der Hinreaktion E
H
A,hin
, so findet eine Reaktion zu 2 NO 2
statt.
E A,hin
E A,rück
N 2
O 4
2 NO 2
Abb. 7-3 endotherme Reaktion
Reaktionskoordinate