Stelle Temperatur und Volumen ein, starte die Simulation und beobachte, wie sich das Gleichgewicht einstellt. Wechsle zwischen Teilchendarstellung und Diagrammen.
Reaktionsgeschwindigkeit
vhin (Assoziation)—
vrück (Dissoziation)—
Massenwirkungsgesetz
Q (aktuell)—
Kc(T)—
Teilchenzahl
N (NO2)—
N (N2O4)—
Bedingungen
Druck p (relativ)—
Temperatur—
Volumen—
Aufgaben
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Das Gleichgewicht zwischen NO2 und N2O4
Stickstoffdioxid (NO2) ist ein rotbraunes Gas. Zwei NO2-Moleküle können sich zu einem farblosen Molekül Distickstofftetraoxid (N2O4) verbinden. Diese Reaktion ist umkehrbar, daher der Doppelpfeil: 2 NO2 ⇌ N2O4.
Im chemischen Gleichgewicht laufen Hinreaktion (Assoziation) und Rückreaktion (Dissoziation) gleich schnell ab. Die Stoffmengen ändern sich makroskopisch nicht mehr – einzelne Teilchen wandeln sich aber ständig weiter um (dynamisches Gleichgewicht).
Das Massenwirkungsgesetz beschreibt die Gleichgewichtslage: Kc = c(N2O4) / c(NO2)2. Der ReaktionsquotientQ gibt das aktuelle Verhältnis an. Ist Q < Kc, überwiegt die Hinreaktion (mehr N2O4); ist Q > Kc, überwiegt die Rückreaktion (mehr NO2).
Die Hinreaktion ist exotherm (ΔRH < 0). Nach dem Prinzip von Le Chatelier verschiebt eine Temperaturerhöhung das Gleichgewicht zur Seite des NO2 – die Mischung wird dunkler. Eine Volumenverkleinerung (höherer Druck) verschiebt es zur teilchenärmeren Seite, also zum N2O4.
Experimentiere: Starte bei 25 °C und beobachte, wie sich die rotbraune Färbung einstellt. Erhöhe die Temperatur und beobachte die Farbänderung. Halbiere das Volumen und verfolge im c-t-Diagramm, wie das System reagiert.