DE 
English
Українська
Polski
Español
日本語
Italiano
Português (BR)
Français
العربية
Nederlands
中文
한국어
हिन्दी
Türkçe
Tiếng Việt
Русский
Bahasa Indonesia
فارسی
বাংলা
ไทย
Filipino
Kiswahili
اردو
Bahasa Melayu
தமிழ்
עברית
Ελληνικά
ਪੰਜਾਬੀ
አማርኛ
မြန်မာဘာသာ
ខ្មែរ
ქართული
नेपाली
Монгол хэл
Հայերեն
සිංහල
ລາວ
Čeština
Română
Magyar
Български
Svenska
Dansk
Suomi
Norsk
Slovenčina
Hrvatski
Српски
Slovenščina
Lietuvių
Latviešu
Eesti
Íslenska
Shqip
Македонски
Bosanski
Malti
Azərbaycanca
Қазақша
O'zbekcha
Тоҷикӣ
Кыргызча⚖️ Prinzip von Le Chatelier
Interaktiver Simulator für das Prinzip von Le Chatelier. Störe ein chemisches Gleichgewicht, indem du Reaktanten/Produkte hinzufügst, Temperatur oder Druck änderst, und beobachte, wie sich das System verschiebt, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Visualisiere Q gegen K und Konzentrationsbalkendiagramme in Echtzeit.
Über das Prinzip von Le Chatelier
Diese Simulation modelliert ein reversibles chemisches Gleichgewicht und zeigt, wie es reagiert, wenn du es störst. Du wählst eine Reaktion wie das Haber-Verfahren (N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃), dann berechnet die Seite den Reaktionsquotienten Q aus den aktuellen Konzentrationen und vergleicht ihn mit der Gleichgewichtskonstante Kc. Eine iterative Relaxationsroutine passt die Konzentrationen von A, B und C an, bis Q Kc entspricht, und veranschaulicht, wie das Gleichgewicht nach jeder Störung wiederhergestellt wird.
Die Regler fügen Reaktant A und B hinzu oder entfernen sie, fügen Produkt C hinzu, erhöhen die Temperatur von 200 auf 600 K und skalieren den Druck bis zum Vierfachen. Temperaturänderungen ändern Kc über eine vereinfachte van't-Hoff-Beziehung unter Verwendung der Enthalpie ΔH jeder Reaktion, während Druck die Seite mit weniger Gasmolen begünstigt. Balkendiagramme verfolgen die Konzentrationen, und eine Q-gegen-Kc-Spur zeigt die vorhergesagte Verschiebungsrichtung. Sowohl das Haber-Verfahren als auch das Kontaktverfahren für Schwefelsäure verlassen sich direkt auf diese Ideen, um die industrielle Ausbeute zu maximieren.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Prinzip von Le Chatelier?
Es besagt, dass sich das Gleichgewicht eines Systems im chemischen Gleichgewicht, wenn es durch eine Änderung der Konzentration, Temperatur oder des Drucks gestört wird, in die Richtung verschiebt, die dieser Änderung teilweise entgegenwirkt. Die Simulation zeigt dies, indem sie dir erlaubt, jede Art von Störung anzuwenden und zu beobachten, wie sich die Konzentrationen wieder einpendeln.
Wie entscheidet die Simulation, in welche Richtung sich die Reaktion verschiebt?
Sie berechnet den Reaktionsquotienten Q und vergleicht ihn mit der Gleichgewichtskonstante Kc. Wenn Q kleiner als Kc ist, verschiebt sich das System nach rechts zu mehr Produkten, und wenn Q größer als Kc ist, verschiebt es sich nach links zu mehr Reaktanten. Eine iterative Routine passt dann die Konzentrationen Schritt für Schritt an, bis Q wieder Kc entspricht.
Was bewirken die Störungsregler eigentlich?
Die Regler Reaktant A hinzufügen, Reaktant B hinzufügen und Produkt C hinzufügen erhöhen oder senken eine Spezieskonzentration um bis zu ein Molar, der Temperatur-Regler stellt T zwischen 200 und 600 K ein, und der Druck-Regler multipliziert den Druck um das 0,5- bis 4-fache. Jede Änderung löst eine Neuberechnung von Kc und eine erneute Relaxation zum neuen Gleichgewicht aus.
Was ist die Schlüsselgleichung hinter dem Modell?
Der Reaktionsquotient ist Q = [C]^c / ([A]^a [B]^b), unter Verwendung der stöchiometrischen Koeffizienten jeder Reaktion. Das System ist im Gleichgewicht, wenn Q gleich Kc ist. Die Temperaturabhängigkeit verwendet eine vereinfachte van't-Hoff-Form, Kc(T) = Kc0 × exp(−ΔH/R × (1/T − 1/298)), mit R = 8,314 J pro Mol pro Kelvin.
Warum ändert die Temperatur die Gleichgewichtskonstante?
Wärme verhält sich wie ein Reaktant oder Produkt. Bei einer exothermen Reaktion wie dem Haber-Verfahren (ΔH = −92 kJ/mol) senkt eine Temperaturerhöhung Kc und verschiebt das Gleichgewicht zu den Reaktanten. Bei einer endothermen Reaktion erhöht eine Temperaturerhöhung Kc und begünstigt Produkte. Die Simulation wendet dies durch den van't-Hoff-Term für jede Voreinstellung an.
Wie beeinflusst Druck ein gasförmiges Gleichgewicht?
Eine Druckerhöhung begünstigt die Seite der Reaktion mit weniger Mol Gas. Im Haber-Verfahren werden vier Mol Reaktantengas zu zwei Mol Ammoniak, sodass höherer Druck das Gleichgewicht zu den Produkten hin verschiebt. Das Modell erfasst dies, indem es die effektive Konstante mit der Änderung der Gasmole im Verhältnis zum Druckfaktor skaliert.
Warum wirkt die Verschiebung der Störung nur teilweise entgegen?
Das System mildert einen Teil der auferlegten Änderung, kehrt sie aber nie vollständig um, da sonst nie eine Nettoänderung eintreten würde. Wenn du Reaktant hinzufügst, wird ein Teil davon verbraucht, während sich die Reaktion vorwärts verschiebt, doch seine Konzentration endet trotzdem höher als zuvor. Das neue Gleichgewicht stellt dieselbe Kc wieder her, aber mit unterschiedlichen Einzelkonzentrationen.
Welche Reaktionen kann ich wählen?
Vier Voreinstellungen sind verfügbar: die Haber-Ammoniaksynthese, der Kontaktverfahren-Schritt 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃, die Auflösung von Kohlendioxid CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃, und das Eisenthiocyanat-Gleichgewicht Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺. Jede trägt ihre eigene Gleichgewichtskonstante, Enthalpie und Stöchiometrie.
Ist das Modell quantitativ genau?
Es ist ein Lehrmodell und keine strenge thermodynamische Maschine. Die Kc-Werte, Enthalpien und die van't-Hoff-Temperaturabhängigkeit sind realistisch, aber die Konzentrationen sind auf einen einzigen repräsentativen Wert pro Spezies vereinfacht, und die Relaxation ist numerisch. Es erfasst die korrekten qualitativen Trends und Richtungen zuverlässig, was das Hauptlernziel ist.
Was ist eine reale Anwendung dieser Ideen?
Das Haber-Verfahren für Ammoniak, die Grundlage der modernen Düngemittelproduktion, nutzt hohen Druck und eine sorgfältig gewählte Temperatur, um Ertrag gegen Reaktionsgeschwindigkeit genau so auszubalancieren, wie es das Prinzip von Le Chatelier vorhersagt. Das Kontaktverfahren für Schwefelsäure und viele biologische und geochemische Gleichgewichte folgen derselben Logik der Verschiebung, um auferlegte Änderungen entgegenzuwirken.
Wähle die Haber-, SO3-, CO2- oder Fe3+/SCN--Reaktion, füge dann Reaktant, Produkt, Wärme oder Druck hinzu und beobachte, wie sich das Gleichgewicht verschiebt, um dem entgegenzuwirken.
3D · Three.js / WebGL-Renderer · 60 FPS Ziel · läuft vollständig clientseitig, keine Installation nötig