Chemisches Gleichgewicht

Das chemische Gleichgewicht ist das thermodynamische Gleichgewicht, dem eine Mischung aus miteinander reagierenden chemischen Stoffen im Verlauf der betreffenden chemischen Reaktion zustrebt. Im chemischen Gleichgewicht wird das auf die betrachtete chemische Reaktion anzuwendende thermodynamische Potenzial minimal.^[1] Werden chemische Reaktionen bei konstantem Druck ${\displaystyle p}$ und konstanter Temperatur ${\displaystyle T}$, also isobar und isotherm, durchgeführt, ist das anzuwendende thermodynamische Potenzial die Gibbs-Energie (freie Enthalpie) ${\displaystyle G}$. Werden chemische Reaktionen wie etwa solvothermale Synthesen bei konstantem Druck ${\displaystyle p}$ und konstantem Volumen ${\displaystyle V}$, also isobar und isochor, durchgeführt, ist das anzuwendende chemische Potenzial die freie Energie (Helmholtz-Energie) ${\displaystyle F}$.^[2]

Im chemischen Gleichgewicht erscheint Gesamtreaktion äußerlich betrachtet ruhend; die Reaktionsmischung zeigt also keine Veränderungen mehr, die auf makroskopischer Ebene erkennbar wären. Die äußerlich beobachtbare Reaktionsgeschwindigkeit ist null. Trotzdem laufen die chemischen Reaktionen („Hin“- und „Rückreaktion“) weiterhin ab, und zwar gleich schnell in beide Richtungen (siehe Kinetik (Chemie)). Es handelt sich daher nicht um ein statisches Gleichgewicht, wie es äußerlich betrachtet erscheint, sondern um ein dynamisches Gleichgewicht, d. h., dass beide Richtungen der Reaktion gleichhäufig stattfinden, weshalb die Konzentrationen gleich bleiben.^[3]

1. ↑ Robert G. Mortimer: Physical Chemistry. 3. Auflage. Elsevier Academic Press, Burlington 2008, ISBN 978-0-12-370617-1, 7.1 Gibbs Energy Changes and the Equilibrium Constant. 
2. ↑ Gerd Wedler, Hans-Joachim Freund: Lehr- und Arbeitsbuch Physikalische Chemie. 7. Auflage. Wiley-VCh, Weinheim 2018, ISBN 978-3-527-82728-2, 2.6 Das chemische Gleichgewicht. 
3. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 186.