Name: Zara Necovski, 2022-01
Reaktionsgeschwindigkeit
- grundsätzlich: unter der Reaktionsgeschwindigkeit versteht man die Konzentrationsänderung eines Reaktionsteilnehmers in einer bestimmten Zeiteinheit bei einer chemischen Reaktion
- daraus ergibt sich die Formel v=Δc/Δt (Geschwindigkeit=Konzentrationsänderung/Zeitintervall)
- die Voraussetzung dafür, dass es zu einer Reaktion kommt, basiert auf der Stoß-/Kollisionstheorie:
- damit die Teilchen der Ausgangsstoffe miteinander reagieren, müssen sie:
- zusammenstoßen
- eine genügend hohe Geschwindigkeit, d.h. genug kinetische Energie haben
- die richtige räumliche Orientierung haben
=> nur unter diesen Bedingungen ist ein wirksamer Zusammenstoß der Teilchen und folglich deren Reaktion möglich
- die Konzentration der Edukte beeinflusst diese Bedingungen und demzufolge auch die Reaktionsgeschwindigkeit
- je höher die Konzentration ist, desto mehr Moleküle sind bei der Reaktion vorhanden
- deswegen ist die Wahrscheinlichkeit für einen wirksamen Zusammenstoß der Moleküle umso größer, je höher die Konzentration der Edukte ist
=> Konsequenz: Reaktionsgeschwindigkeit steigt
- folglich ist das Aufeinandertreffen von miteinander reagierenden Teilchen bei geringer konzentrierten Lösungen unwahrscheinlich
=> Konsequenz: geringere Reaktionsgeschwindigkeit
- also: die Zahl der Zusammenstöße pro Zeiteinheit (=Reaktionsgeschwindigkeit) steigt mit der Anzahl der Moleküle in der Volumeneinheit (=Konzentration)
Die Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit:
- man kann die Reaktionsgeschwindigkeit entweder als Konzentrationszunahme der Produkte oder als Konzentrationsabnahme der Edukte erfassen
- weil aber die Konzentrationsmessung äußerst aufwendig ist, nutzt man das mathematische Verhältnis von Volumen, Stoffmenge und Konzentration (c=n/V), um auf indirektem Weg die Konzentrationsänderung zu erfassen
- so kann man z.B. bei Gasreaktionen mit der Volumenänderung des entstehenden Produktes arbeiten
- generell kann man die Reaktionsgeschwindigkeit jeweils bezogen auf die einzelnen Stoffe durch den Differentialquotienten ermitteln
- für abnehmende Edukte gilt: v = -Δc/Δt
- für zunehmende Produkte gilt: v = Δc/Δt
- über ein Konzentrations-Zeit-Diagramm kann man die Momentangeschwindigkeiten grafisch bestimmen, indem man Tangenten anlegt und die Steigungen dieser (mit Steigungsdreiecken) berechnet; die Momentangeschwindigkeiten kann man dann gegen die Konzentration auftragen;
die Steigung dieser neuen Gerade ist die Geschwindigkeitskonstante k, welche ein Maß für die Anzahl erfolgreicher Zusammenstöße ist - die Reaktionsgeschwindigkeit ist proportional zum Produkt der Ausgangsstoffe A und B —>somit gilt: v = k*c(A)*c(B)