2.1 Energetik und Kinetik

Reaktionstypen
Abnahme der
Konzentration
eines Ausgangsstoffes
C
C1 C2 72
ΔC
Δt
t 1 t 2 Zeit
Versuch
Einfluss des
Zerteilungsgrades
Heizöl in einer
Porzellanschale
ist schwer
entflammbar.
Sprühen Sie
Heizöl in die
Bunsenbrennerflamme.
2.1.3 Reaktionsgeschwindigkeit
Besonders in der Technik ist es wichtig zu wissen, wie schnell
ein chemischer Vorgang abläuft, damit dieser beherrschbar ist
und beeinflusst werden kann.
Bei einer chemischen Reaktion nimmt innerhalb einer Zeitspanne
∆t die Konzentration c der beteiligten Stoffe entweder
zu (Endstoffe) oder ab (Ausgangsstoffe). Um den zeitlichen Verlauf
dieser Reaktion zu beschreiben, wird als Reaktionsgeschwindigkeit
die in dem Zeitintervall ∆t gemessene Konzentrationsänderung
∆c eines Reaktionspartners definiert:
v=– ∆c
∆t
v: Reaktionsgeschwindigkeit
Die Abnahme (negatives Vorzeichen) der Konzentration des
Ausgangsstoffes ist identisch mit der Zunahme (positives Vorzeichen)
der Konzentration des Endproduktes. Die Abnahme
oder Zunahme der Konzentration eines Reaktionspartners steht
stellvertretend für die Geschwindigkeit der gesamten Reaktion.
Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit haben eine
Reihe von Bedingungen:
Art der Stoffe
Stoffe mit Ionenbindung reagieren in gelöster Form spontan, da
die Ionen frei beweglich sind. Liegen Stoffe mit Atombindung
vor, so reagieren sie meist langsamer, da die Bindungen erst
geöffnet werden müssen. Dazu ist häufig Aktivierungsenergie
erforderlich.
Verteilungszustand und Aggregatzustand
In Flüssigkeiten oder Gasen können die Reaktionspartner molekular
durchmischt werden. Daher werden chemische Reaktionen
häufig in Lösung oder in der Gasphase durchgeführt.
Konzentration bei Lösungen und Druck bei Gasen
Je mehr Teilchen vorhanden sind, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit,
dass Teilchen zusammenstoßen. Es kann sich
dadurch der Übergangszustand in einem bestimmten Zeitintervall
∆t öfters ausbilden.
Konzentrierte Säuren oder Laugen wirken daher stärker ätzend
als verdünnte.
Temperatur des Reaktionsgemisches
Je höher die Temperatur eines Stoffes ist, desto schneller bewegen
sich die Teilchen. Dadurch werden die Zusammenstöße der
Teilchen energiereicher (höhere Bewegungsenergie) und der
Übergangszustand kann sich leichter ausbilden. Auch die