Weitergedacht
- Benennen Sie mögliche Schwachstellen der Analogie.
- Lesen Sie M2, vollziehen Sie die Hauptaussagen darin mit dem interaktiven Diagramm nach und und ergänzen Sie ihre Aufzählung gegebenenfalls.
- Beurteilen Sie, ob und – wenn ja – in welcher Form die Analogie Ihnen trotz der berechtigten Modellkritik zu einem weiteren Verständnis dynamischer Gleichgewichte verholfen hat.
Einiges ist ungenau - anderes stimmt.
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Wir nehmen viele Vereinfachungen an. Mama und Baby werden z. B. nie müde! Aber wir wollen so tun, als ob. Der Raum ist bestimmt nicht nur 1 m³ groß. Aber das ändert am Prinzip nichts, sondern erleichtert uns nur das Rechnen.
Die wichtigste Vereinfachung ist vielleicht, dass wir im Modell in genau abgepassten Zeitintervallen vorgehen, denn wir wollen ja nur ganze Bälle werfen lassen. Dabei tun wir so, als ob es in dem dafür von uns gewählten Zeitintervall keine Rolle spielt, dass sich ja auch innerhalb des Intervalls in einem realen Versuch mit einer riesigen Anzahl an Teilchen eigentlich die Konzentrationen ändern.
Für realistischere Kurven müssten in einer Annäherung die Zeitintervalle extrem klein wählen und dabei in unserem Fall in Kauf nehmen, dass Bruchteile von Bällen geworfen werden.
Unsere stufenweise Annäherung hat zur Konsequenz, dass die Konzentrationen zu den meisten Zeitpunkten vor Einstellung des Gleichgewichts für Mama zu groß sind.
Unsere Analogie ist allerdings dahingehend korrekt, dass es sich zeigen lässt, dass sich auch ohne die Vereinfachungen ein dynamisches Gleichgewicht rechnerisch bei 8 zu 16 Bällen einstellt.
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Weitergedacht
- M3 liefert ein mathematisches Fazit. Erklären Sie es in eigenen Worten.
Fazit
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Im chemischen Gleichgewicht sind die Reaktionsraten von Hin- und Rückreaktion gleich groß. Das System befindet sich in einem dynamischen Gleichgewicht, bei dem ständig gleich viele Teilchen in beide Richtungen reagieren.
Makroskopisch beobachtet ist damit die Nettoänderung der Konzentrationen null. Folglich ist auch die Reaktionsgeschwindigkeit aller am Gleichgewicht beteiligten Stoffe auf Null gesunken.
Aus den Geschwindigkeitskonstanten der Hinreaktion und Rückreaktion folgt die Größe der Konzentrationen der Stoffe im Gleichgewicht, in unserem Beispiel wäre das: