Le Chatelier: Gleichgewichte lassen sich verschieben

Experimente:
Versuch: Das Chromat / Dichromat-Gleichgewicht
Versuch: Gasreaktionsgleichgewichte: Das NO2/N2O4-Gleichgewicht
Versuch: Temperaturabhängigkeit der Bildung des Iod/Stärke-Komplexes
Versuch: Löslichkeitsgleichgewicht von Bleiiodid


Man kann vielfältig auf Gleichgewichte einwirken. Das wirkt sich primär als Störung aus. Bei solchen Störungen stellt sich das Gleichgewicht dann neu ein. Dies geschieht, indem entweder die Hin- oder die Rückreaktion verstärkt abläuft.
Dahinter steckt ein wichtiges Prinzip: Übt man auf ein Stoffgemisch, das sich im chemischen Gleichgewicht befindet, einen äußeren Zwang aus, so weicht es diesem äußeren Zwang aus ("Prinzip vom kleinsten Zwang"). Es wird immer die Reaktion begünstigt, mit der dem äußeren Zwang am besten entgegengewirkt werden kann. Dieses Prinzip wurde von Le Chatelier 1884 formuliert und nach ihm benannt.

Zwang ausüben kann man durch Temperaturänderung, Druckänderung und Konzentrationsänderung.

Ein klassisches, wenn auch nicht im Unterricht quantitativ demonstrierbares Beispiel ist das Estergleichgewicht.
Bildung und Zerfall von Essigsäureethylester werden durch die folgende Reaktionsgleichung beschrieben:

(Es ist zu empfehlen, zur Erleichterung der Diskussionen bei deutlichem Wechsel des Energie-Inhaltes die Energie als Reaktionspartner mit in die Reaktionsgleichungen aufzunehmen. Abkühlen bedeutet Entfernen der Energie, Erwärmen bedeutet Zufuhr an Energie.)

Zunächst kann man mit den Konzentrationen der Reaktanden spielen.
Wenn man dem Gemisch aus Alkohol, Säure, Ester und Wasser noch etwas Alkohol oder Säure hinzufügt, wird die Bildung von Ester und Wasser begünstigt. Durch die Esterbildung werden Alkohol und Säure verbraucht.
Die gleiche Wirkung hat der Entzug von Ester und Wasser. Das kann man z. B. dadurch erreichen, dass man das Gemisch erwärmt und den (im allgemeinen am niedrigsten siedenden) Ester abdestilliert.
Eine Temperaturerhöhung bewirkt Esterspaltung.
Eine Druckänderung wirkt sich beim Estergleichgewicht nicht aus, da sich das Volumen nicht ändert. Das ist nur bei Gleichgewichten der Fall, bei denen Gase entstehen oder verschwinden.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Möglichkeiten, durch äußeren Zwang auf ein Gleichgewicht einzuwirken.

(Quelle: Cornelsen)

In den Texten zur Webseitensammlung zum Chemischen Gleichgewicht stellen wir weitere Beispiele für dieses wichtige Prinzip vor. Hilfreich ist auch ein Suchbefehl "Le Chatelier" in unserer serverinternen Suchmaschine, anzuklicken auf der Startseite unserer Homepage.
Anzumerken ist noch, dass das Prinzip auch in anderen Wissenschaftsbereichen wie Biologie (Steuerung von Ökosystemen) oder sogar Soziologie eine Rolle spielt.


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Letzte Überarbeitung: 22. April 2007, Dagmar Wiechoczek