
Die Tatsache, dass
man das Massenwirkungsgesetz
aus kinetischen Betrachtungen ableiten kann, soll nicht darüber hinwegtäuschen,
dass die Gleichgewichtskonstante eine thermodynamische Größe
ist.
In welchem Verhältnis Edukte und Produkte im Gleichgewicht vorliegen,
hängt davon ab, wie groß der Energiegewinn durch die Änderung
der freien Standardreaktionsenthalpie
ist. Je stärker negativ
ist, um so vollständiger ist der Stoffumsatz von Edukten zu Produkten.
Um den quantitativen Zusammenhang zwischen der Gleichgewichtskonstanten
und der freien Standardreaktionsenthalpie abzuleiten, muss man den Unterschied
zwischen freier Reaktionsenthalpie
und freier Standardreaktionsenthalpie
betrachten. Eine chemische Reaktion verläuft freiwillig immer in
die Richtung, in der die freie Reaktionsenthalpie
abnimmt. Im Gleichgewichtszustand ist makroskopisch weder die Hinreaktion
noch die Rückreaktion zu beaobachten, d. h.
(nicht
!!!)
muss gleich Null sein.

Die freie Reaktionsenthalpie kann auch durch folgende Gleichung berechnet werden:

Im Gleichgewichtzustand gilt:


Daraus ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen der freien Standardreaktionsenthalpie und der Gleichgewichtskonstanten:

Anhand des Betrages von
kann man relativ einfach voraussagen, auf welcher Seite das chemische
Gleichgewicht liegt:
| 1. |
< 0, d. h. K > 1 und der Anteil der Produkte im Gleichgewicht
ist höher als der Anteil der Edukte. |
| 2. |
> 0, d. h. K < 1 und der Anteil der Produkte im Gleichgewicht
ist kleiner als der Anteil der Edukte. |
Mithilfe der freien Standardreaktionsenthalpie kann die Gleichgewichtskonstante
und damit die maximal mögliche Ausbeute einer chemischen Reaktion
in einem geschlossenen System bei einer bestimmten Temperatur quantitativ
berechnet werden. Dieses Verfahren ist viel einfacher als die experimentelle
Bestimmung von Gleichgewichtskonstanten. Bei technischen Prozessen wie
der Synthese von Ammoniak oder Laborsynthesen wie der Chlorierung von
Alkanen kann man auf diese Weise voraussagen, welche Ausbeuten unter bestimmten
Reaktionsbedingungen maximal zu erwarten sind.