Zuletzt aktualisiert: 30. Oct 2024

Gleichgewichtskonstante Rechner

Q: Was ist die Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante , K , bestimmt das Verhältnis von Produkten und Edukten einer Reaktion im chemischen Gleichgewicht. Wenn zum Beispiel die Reaktion a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D] vorliegt, solltest du warten, bis sich das chemische Gleichgewicht einstellt. Danach berechnest du das Verhältnis zwischen der Konzentration der Produkte zu der Konzentration der Edukte: K = ([C] c × [D] d )/([B] b × [A] a ).

Q: Wie kann ich die Gleichgewichtskonstante berechnen?

Nehmen wir an, du betrachtest die Synthese von Ammoniak : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ , wobei die Konzentrationen : N₂ = 0,04 mol/l, H₂ = 0,125 mol/l, und NH₃ = 0,003 mol/l betragen. So berechnest du die Gleichgewichtskonstante: Formuliere die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante : K = ([NH₃] 2 )/([H₂] 3 × [N₂] 1 ). Füge die Konzentration ein : K = ([0,003 mol/L] 2 )/([0,125 mol/L] 3 × [0,04 mol/L] 1 ) = 0,1152 = 1,152 × 10-¹.

Q: Was beeinflusst die Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante wird durch die Konzentration , Temperatur , den Druck und die Stöchiometrie der chemischen Gleichung beeinflusst. Im Gegensatz dazu beeinflusst das Vorhandensein eines Katalysators das chemische Gleichgewicht nicht. Katalysatoren beschleunigen den Ablauf der Reaktion lediglich, somit nehmen sie keinen Einfluss auf das chemische Gleichgewicht oder die Ausbeute einer Reaktion.

Q: Wie hoch ist die Konzentration des Eduktes, wenn die Gleichgewichtskonstante 0,03 beträgt?

1,33 mol/l , unter der Annahme, dass die Reaktion [A] + [B] ⇌ [C] + [D] vorliegt und die Konzentration von A = 0,5 mol/l, C = 0,2 mol/l und D = 0,1 mol/l beträgt. So erhältst du dein Ergebnis: Formuliere die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante : K = ([C] × [D])/([B] × [A]). Löse die Gleichung nach [B] auf : [B] = ([C] × [D])/(K × [A]). Setze die Werte ein : [B] = (0,2 × 0,1)/(0,03 × 0,5) = 1,33 mol/l.

Erstellt von Dominika Śmiałek, promovierende*r Mediziner*in

Überprüft von Dominik Czernia, Doktorand*in

Dominik Czernia

PhD, Institute of Nuclear Physics PAN

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Physicist at the Institute of Nuclear Physics in Kraków interested in magnetism and always ready to explain everything to everyone in simple terms. He is currently working on adding more scientific papers to his collection, accompanied by his son and another baby on its way. A perfectionist with an acute eye for detail, he has a unit converter in his brain and uses it to compare prices at the supermarket. Loves peace and quiet, especially during hiking. See full profile

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und Jack Bowater

Übersetzt von Karolina Kopczyński und Luise Schwenke

Luise Schwenke

Luise works as a German translator and Calculatorian at Omni. She holds a degree in Food Engineering from the University of Sciences - Neubrandenburg, Germany, and specialized her career in biotechnology. She worked in human genetic diagnostics, developing and producing pharmaceutical products for clinical phase 2 and 3 studies. She is always hungry for new fields to learn about that allow her to combine her creative and analytical thinking. Currently, she is getting her hands on coding, focusing on data science and big data. Luise spent an academic year in Brazil and loves traveling the world to experience and learn from different cultures. See full profile

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Inhalt

Wofür wird die Gleichgewichtskonstante verwendet?Gleichung der Gleichgewichtskonstante Berechnen wir den Wert der Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion Wie berechnet man die Gleichgewichtskonstante?FAQs

Dieser Gleichgewichtskonstante-Rechner hilft dir, reversible chemische Reaktionen zu verstehen. Das sind Reaktionen, bei denen Hin- und Rückreaktion gleichzeitig und ungehemmt erfolgen.

Nach einer gewissen Zeit stellt sich das chemische Gleichgewicht ein. Dieses ist erreicht, wenn Hin- und Rückreaktion mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgen. Ab diesem Punkt gilt die Reaktion als stabil. Im chemischen Gleichgewicht lässt sich anhand des Massenwirkungsgesetzes die Gleichgewichtskonstante K bestimmen. Mit diesem Tool kannst du den Wert einer Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion berechnen und im weiteren Artikel bringen wir dir diese Berechnung und ihren chemischen Hintergrund näher.

Hier findest du die Gleichungen für reversible Reaktionen und die Gleichgewichtskonstante K:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D]

K = ([C]^c × [D]^d)/([B]^b × [A]^a),

wobei [A] und [B] die Stoffmengenkonzentrationen der Edukte und [C] und [D] die Stoffmengenkonzentrationen der Produkte sind. Um dieses Konzept besser zu verstehen, wirf einen Blick auf den Stoffmengenkonzentrationsrechner.

Die Berechnung der Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion ist hilfreich, um das Verhältnis einzelner chemischer Verbindungen, welche im Gleichgewicht gebildet werden, zu bestimmen. Die Konstante ist von der Anfangskonzentration der Reaktionspartner unabhängig. Nach einer gewissen Zeit stellt sich das chemische Gleichgewichte ein. Die Gleichgewichtskonstante kann jedoch durch:

die Temperatur;
das Lösungsmittel; und
die Ionenstärke beeinflusst werden.

Wenn sich das chemische Gleichgewicht noch nicht eingestellt hat und das Verhältnis zwischen Edukten und Produkten schwankt, kannst du unseren Reaktionsquotienten Rechner 🇺🇸 verwenden. Dieser gilt zwar außerhalb des chemischen Gleichgewichts, unterscheidet sich jedoch kaum von der Gleichgewichtskonstante.

Wofür wird die Gleichgewichtskonstante verwendet?

Gleichgewichtskonstanten sind nützlich, um biochemische Prozesse wie den Sauerstofftransport durch Hämoglobin oder den Säure-Basen-Haushalt im menschlichen Organismus zu verstehen. Veränderungen des Säure-Basen-Haushalts spiegeln sich vor allem in den Veränderungen des arteriellen und venösen pH-Wertes im Blut wider. Medizinisch wird unter anderem auch die Gleichgewichtskonstante von Transferrin im Blut bestimmt, da eine niedrige Transferrinsättigung auf eine Eisenmangelanämie hinweist.

Mit Gleichung lässt sich veranschaulichen, ob das chemische Gleichgewicht auf die Seite der Edukte oder der Produkte verschoben ist. Dies liefert wichtige Informationen über die Art der Reaktion und ihren Mechanismus. Mehr zu diesem Thema findest du weiter unten.

Gleichung der Gleichgewichtskonstante

Die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion bezieht sich auf die Konzentration der Reaktionspartner. In diesem Rechner gehen wir jedoch davon aus, dass maximal zwei Edukte und Produkte vorhanden sind. Für eine solche Reaktion gilt:

a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D]

Somit lässt sich die Berechnung der Gleichgewichtskonstante wie folgt ableiten:

K = ([C]^c × [D]^d)/([B]^b × [A]^a)

Die Gleichgewichtskonstante K spiegelt zwei Mengenangaben wider:

K_c — steht für die die Stoffmengenkonzentration, ausgedrückt in Mol pro Liter (c=mol/l)
K_p — beschreibt eine Funktion des Partialdrucks von Edukten und Produkten. Dieser wird normalerweise in Atmosphären angegeben und ist für Berechnungen im gasförmigen Zustand nützlich.

Für K > 1 gilt: Das Gleichgewicht ist auf die Seite der Produkte verschoben.

Für K < 1 gilt: Das Gleichgewicht ist auf die Seite der Edukte verschoben.

Für K = 1 gilt: Im Gleichgewicht befinden sich ähnliche Mengen an Produkten und Edukten.

Wenn du dir nicht sicher bist, wie du die Einheit Mol umrechnest, wirf einen Blick auf unseren Stoffmenge Rechner.

Berechnen wir den Wert der Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion

Um dir einen besseren Einblick zu geben, wie diese Gleichung angewendet wird, haben wir dieses Beispiel erstellt.

Du hast ein Gasgemisch aus Schwefeldioxid und Sauerstoff, aus dem du durch Reaktion Schwefeltrioxid herstellen kannst. Dies ist einer der Schritte bei der Schwefelsäuresynthese:

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃

Die Reaktionskonstante wird demnach folgendermaßen berechnet:

K = [SO₃]²/([SO₂]² × [O₂])

Die Reaktionsmasse beobachten wir, bis sich ein chemisches Gleichgewicht eingestellt hat. Die Edukte und Produkte liegen in folgenden Konzentrationen vor:

SO₂: 0,03 mol/l
O₂: 0,035 mol/l
SO₃: 0,5 mol/l

Wenn du diese Zahlen in die Gleichung einsetzt, ergibt sich für K:

K = 0,5²/(0,03² × 0,035)

K = 7,937 × 10³

Da K > 1 ist, ist das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte verschoben.

In unserem Beispiel wurden die Konzentrationen der Edukte und Produkte im chemischen Gleichgewicht angegeben. Anhand dieser Werte haben wir die Gleichgewichtskonstante berechnet. Was wäre, wenn die Gleichgewichtskonstante gegeben wäre und du die Anfangskonzentration oder der Koeffizient eines Reaktionspartners suchst? Kein Grund zur Sorge! Unser Rechner funktioniert in beide Richtungen — er beantwortet beide Fragestellungen. Gib einfach alle Werte ein, die gegeben sind, und die Ergebnisse werden für dich berechnet.

Wie berechnet man die Gleichgewichtskonstante?

In diesem Abschnitt geht es hauptsächlich darum, wie die Gleichgewichtskonstante analytisch bestimmt wird. Um den Wert der Gleichgewichtskonstante für eine Reaktion zu berechnen, musst du (vielleicht mit unserem Titrationsrechner) die Konzentrationen der Edukte und/oder Produkte messen. Es gibt sowohl experimentelle als auch rechnerische Methoden zur Bestimmung der Konstanten. Unter den experimentellen Methoden findest du:

Potentiometrie
Spektrophotometrie
NMR-Spektroskopie
Kalorimetrie

Das allgemeine Berechnungsverfahren besteht aus vier Schritten:

Chemisches Modell
Speziationsberechnungen
Verfeinerung
Modellauswahl.

Auch wenn du bereits weißt, wie du die Gleichgewichtskonstante berechnest, kannst du dir mit unserem Rechner etwas Zeit sparen!

FAQs

Was ist die Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante, K, bestimmt das Verhältnis von Produkten und Edukten einer Reaktion im chemischen Gleichgewicht.

Wenn zum Beispiel die Reaktion a[A] + b[B] ⇌ c[C] + d[D] vorliegt, solltest du warten, bis sich das chemische Gleichgewicht einstellt. Danach berechnest du das Verhältnis zwischen der Konzentration der Produkte zu der Konzentration der Edukte:

K = ([C]^c × [D]^d)/([B]^b × [A]^a).

Wie formuliere ich die Gleichung der Gleichgewichtskonstante?

Um die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante auszudrücken, befolge diese Schritte:

Berechne das Produkt der Gleichgewichtskonzentrationen der Produkte (potenziert um ihre Koeffizienten im Massenwirkungsgesetz).
Berechne das Produkt der Gleichgewichtskonzentrationen der Edukte (potenziert um ihre Koeffizienten im Massenwirkungsgesetz).
Ermittle das Verhältnis der beiden Produkte.

Zum Beispiel ist die Gleichgewichtskonstante für die Reaktion Cl₂ + 2NO₂ ⇌ 2NO₂Cl [NO₂Cl]²/([Cl₂] × [NO₂]²).

Wie kann ich die Gleichgewichtskonstante berechnen?

Nehmen wir an, du betrachtest die Synthese von Ammoniak: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, wobei die Konzentrationen : N₂ = 0,04 mol/l, H₂ = 0,125 mol/l, und NH₃ = 0,003 mol/l betragen.

So berechnest du die Gleichgewichtskonstante:

Formuliere die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante:

K = ([NH₃]²)/([H₂]³ × [N₂]¹).
Füge die Konzentration ein:

K = ([0,003 mol/L]²)/([0,125 mol/L]³ × [0,04 mol/L]¹) = 0,1152 = 1,152 × 10-¹.

Was beeinflusst die Gleichgewichtskonstante?

Die Gleichgewichtskonstante wird durch die Konzentration, Temperatur, den Druck und die Stöchiometrie der chemischen Gleichung beeinflusst. Im Gegensatz dazu beeinflusst das Vorhandensein eines Katalysators das chemische Gleichgewicht nicht. Katalysatoren beschleunigen den Ablauf der Reaktion lediglich, somit nehmen sie keinen Einfluss auf das chemische Gleichgewicht oder die Ausbeute einer Reaktion.

Wie hoch ist die Konzentration des Eduktes, wenn die Gleichgewichtskonstante 0,03 beträgt?

1,33 mol/l, unter der Annahme, dass die Reaktion [A] + [B] ⇌ [C] + [D] vorliegt und die Konzentration von A = 0,5 mol/l, C = 0,2 mol/l und D = 0,1 mol/l beträgt. So erhältst du dein Ergebnis:

Formuliere die Gleichung für die Gleichgewichtskonstante:

K = ([C] × [D])/([B] × [A]).
Löse die Gleichung nach [B] auf:

[B] = ([C] × [D])/(K × [A]).
Setze die Werte ein:

[B] = (0,2 × 0,1)/(0,03 × 0,5) = 1,33 mol/l.

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