Massen­wirkungs­gesetz

Das Massenwirkungsgesetz beschreibt das Gleichgewicht chemischer Reaktionen. Es zeigt, wie die Konzentrationen von Produkten und Edukten in einem System miteinander in Beziehung stehen, sobald die Reaktion im Gleichgewicht ist. Für angehende Medizinstudenten, die sich auf den MedAT vorbereiten, ist das Verständnis dieses Konzepts von zentraler Bedeutung, da es viele chemische Prozesse unseres Stoffwechsels erklärt.

Massen­wirkungs­gesetz einfach erklärt

Das Gesetz ist im Grunde genommen eine einfache Beschreibung des Verhältnisses der Konzentrationen von Produkten zu Edukten im Gleichgewicht. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion ist dabei gleich und die Konzentrationen der Reaktanden ändern sich nicht mehr.

Herleitung des Massen­wirkungs­gesetzes

Das Massenwirkungsgesetz wird aus dem dynamischen Gleichgewicht einer Reaktion hergeleitet. Dabei sind die Hin- und Rückreaktionen gleich schnell, sodass sich äußerlich nichts mehr verändert. Die allgemeine chemische Reaktion wird folgendermaßen beschrieben: $a \, \text{A} + b \, \text{B} \leftrightarrow c \, \text{C} + d \, \text{D}$. Hierbei gehen die stöchiometrischen Koeffizienten als Exponenten in die Formel ein.

Formel des Massenwirkungs­gesetzes

Aus dieser Reaktionsgleichung lässt sich das Massenwirkungsgesetz aufstellen: $K = \frac{[\text{C}]^c \cdot [\text{D}]^d}{[\text{A}]^a \cdot [\text{B}]^b}$

Die Konstante $K$ gibt an, wo das Gleichgewicht der Reaktion liegt: Auf der Seite der Produkte, Edukte oder in der Mitte. Ein $K$ > 1 bedeutet, dass die Produkte im Überschuss sind, bei $K$ < 1 dominieren die Edukte.

Beispiel für das Massen­wirkungs­gesetz

Betrachten wir die Reaktion: $\text{H}_2 + \text{I}_2 \leftrightarrow 2 \, \text{HI}$

Hier lässt sich das Massenwirkungsgesetz folgendermaßen formulieren:
$K = \frac{[\text{HI}]^2}{[\text{H}_2] \cdot [\text{I}_2]}$

Wenn die Konzentration von $HI$ höher ist als die von $H_2$ und $I_2$, liegt das Gleichgewicht auf der Produktseite.

MedAT-Beispielfrage

Welche der folgenden Aussagen bezüglich des Massenwirkungsgesetzes trifft zu?

1. Das Massenwirkungsgesetz beschreibt ausschließlich die Reaktionen, in denen Katalysatoren verwendet werden.
2. Ein Gleichgewicht mit einem K-Wert kleiner als 1 bedeutet, dass die Edukte im Überschuss sind.
3. Das Massenwirkungsgesetz kann nicht auf Reaktionen im Gleichgewicht angewendet werden.
4. Der K-Wert gibt an, ob eine Reaktion irreversibel ist.
5. Das Verhältnis der Konzentrationen von Produkten zu Edukten wird durch die stöchiometrischen Koeffizienten beeinflusst.

A) 1. und 2. sind richtig
B) 2. und 5. sind richtig
C) 3. und 4. sind richtig
D) 4. und 5. sind richtig
E) 2. und 3. sind richtig

Die Antwort findest du im Video.

Unser Chemie-Insider-Tipp für deinen MedAT

Insider-Tipp von Max (MasterClass-Tutor)

Für deine Vorbereitung auf den MedAT ist es essentiell, das Massenwirkungsgesetz zu verstehen. Du solltest nicht nur die Formel kennen, sondern auch die Konstante K richtig interpretieren können. Mit unserer E-Learning-Plattform MEDBREAKER ONE kannst du dein Wissen vertiefen und durch Übungsmaterialien und wertvolle Tipps sicherstellen, dass du alle relevanten Themen perfekt beherrschst.