Chemie
- Details
- Zugriffe: 15148
Name: Jeannina Reker, 2017-11
Lucas Röder 2022-01
Stoßtheorie / Kollisionsmodell
Allgemeines
Die Stoßtheorie ist eine einfache mechanische Theorie für den Ablauf chemischer Reaktionen. Sie ist ein einfaches und anschauliches Erklärungsmodell,
welches die unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei Reaktionen erklärt. Ursprünglich sollte mit der Kollisionstheorie der Ablauf von Gasphasenreaktionen
(Reaktion zwischen Gasen) dargestellt werden.
Bei der Stoßtheorie geht man davon aus, dass für eine Reaktion ein Stoß zwischen den Reaktionspartnern stattfinden muss, der wiederum ein Energiepotential erfordert.
Die Theorie wurde von 1916 von Max Traut bzw. 1918 von William Lewis entwickelt.
Die Stoßtheorie
Bedingungen für das Zustandekommen einer Reaktion:
Für einen wirksamen bzw. reaktiven Stoß müssen Moleküle.
- aufeinandertreffen (zusammenstoßen); zur Verdeutlichung kann man sich vorstellen, dass sich alle Teilchen wie starre Kugeln verhalten und nur durch einen Zusammenstoß reagieren können.
- für einen wirksamen Treffer nötige Geschwindigkeit aufweisen (kinetische Energie)
- an der richtigen Stelle zusammentreffen (auf der Kern-Kern-Verbindungsachse (vorgestellte Linie, die die Mittelpunkte der Atomkerne verbindet) kommt es zur Überschreitung der Schwellenenergie - Aktivierungsenergie). Je komplexer Moleküle aufgebaut sind, desto wichtiger wird es, dass die Teilchen mit der richtigen Ausrichtung und an ihren reaktiven Zentren(Energieansammlung) zusammenstoßen, da sich mit ihrer Komplexität auch die Form ändert und sie sich, nach dem Vorstellungsmodell von 1., weniger wie Kugeln verhalten.
Das erfolgreiche Zusammentreffen von reagierenden Teilchen wird unter anderem durch die Konzentration, die Geschwindigkeit der Teilchen und die Temperatur beeinflusst.
Liegen geringe Konzentrationen vor, ist die Reaktionsgeschwindigkeit geringer (weniger Teilchen können zusammenstoßen) und folglich ist ein Zusammenstoßen der Teilchen unwahrscheinlicher.
Erhöht man die Konzentration (Teilchen pro Volumen) so erhöht sich auch die Dichte des Stoffes und ein Zusammenstoß ist somit wahrscheinlicher. Wenn sich diese Teilchen auch noch schneller bewegen (z.B. durch Temperaturerhöhung -> zugeführte Energie) , wird die für die Reaktion notwendige Schwellenenergie häufiger überschritten und es kommen mehr Stöße zustande.
Als Folge daraus läuft die Reaktion schneller ab.
Mit der Kollisionstheorie können auch Reaktionsgeschwindigkeiten für Reaktionen
vorhergesagt werden. Besonders gut funktioniert dies für Gasphasenreaktionen, da sich Gasteilchen am ehesten wie Kugeln verhalten.
Formel
Für eine bimolekulare Reaktion gilt die folgende Formel:
A + B ---> C oder AB
Die Formel stellt den Zusammenhang zwischen der Konzentration der Stoffe und der Reaktionsgeschwindigkeit dar.
Das Geschwindigkeitsgesetz der Reaktion ist dann:
v = k ⋅ c(A) ⋅ c(B)
v steht für die Reaktionsgeschwindigkeit und c für die Konzentration der Moleküle (hier A und B).
Die Geschwindigkeitskonstante (Stoßfaktor) k wird in der Chemie verwendet,
um die Proportionalität der Reaktionsgeschwindigkeit v zu den Konzentrationen zweier Stoffe A und B darzustellen. Sie ist für eine Reaktion charakteristisch und von der Temperatur abhängig. Außerdem ist sie ein Maß für die Zahl der erfolgreichen Zusammenstöße.
Die Gleichung zeigt, dass bei bimolekularen Reaktionen die Reaktionsgeschwindigkeit proportional zum Produkt der Konzentration der beiden Edukte ist.
Außerdem zeigt sie, was die Geschwindigkeit bei Reaktionen bedeutet und wie diese verändert werden kann.
Eine genauere Darstellung der Formel:
d[A]
------- = -k ⋅ [A] ⋅ [B]
dt
Der Faktor "-1" muss deshalb berücksichtigt werden, weil die Konzentration des Edukts logischerweise abnimmt. d(A) geteilt durch dt drückt die Konzentrationsänderung von A pro Zeit aus.
- Anorganische Chemie: Konzentrationselemente und die Nernstgleichung (noch frei)
- Anorganische Chemie: Krypton
- Anorganische Chemie: Kupfer und Kupfergewinnung
- Anorganische Chemie: Legierungen
- Anorganische Chemie: Löslichkeit und Löslichkeitsgleichgewichte
- Anorganische Chemie: Metalle - Alkalimetalle
- Anorganische Chemie: Metalle - Allgemeine Übersicht, Eigenschaften, Verwendung
- Anorganische Chemie: Metalle - Aluminium und Aluminiumverbindungen
- Anorganische Chemie: Metalle - Eisen und Eisenverbindungen
- Anorganische Chemie: Metalle - Erdalkalimetalle
- Anorganische Chemie: Metalle - Gold
- Anorganische Chemie: Metalle - Korrosion und Korrosionsschutz
- Anorganische Chemie: Metalle - Kupfer und Kupferverbindungen
- Anorganische Chemie: Metalle - Uran
- Anorganische Chemie: Metalle und die Metallbindung
- Anorganische Chemie: Oxidationsstufen des Mangans
- Anorganische Chemie: Periodensystem (!)
- Anorganische Chemie: pH-Abhängigkeit von Redoxpotentialen (über die Nernst-Gleichung)
- Anorganische Chemie: pH-Elektrode & elektrochemische pH-Wert-Bestimmung
- Anorganische Chemie: pH-Wert (und pOH-Wert)
- Anorganische Chemie: Phosphor
- Anorganische Chemie: Photovoltaik und Brennstoffzelle
- Anorganische Chemie: Protolyse von Phosphorsäure
- Anorganische Chemie: Protolysereaktionen bei Salzen (Säure-Base Reaktionen)
- Anorganische Chemie: Reaktion von Säuren und Basen mit Wasser
- Anorganische Chemie: Reaktionsgeschwindigkeit und Messung der Reaktionsgeschwindigkeit
- Anorganische Chemie: Reaktionsgeschwindigkeit, Momentangeschwindigkeit und Messung (sowie HWZ)
- Anorganische Chemie: Reaktionsgeschwindigkeitsmessung von Thiosulfationen mit Säure
- Anorganische Chemie: Redoxreaktionen aufstellen
- Anorganische Chemie: Redoxreaktionen im Alltag
- Anorganische Chemie: Salpetersäure HNO₃ - Herstellung, Verwendung, Eigenschaften
- Anorganische Chemie: Salpetrige Säure
- Anorganische Chemie: Salze
- Anorganische Chemie: Salzherstellung durch Neutralisation
- Anorganische Chemie: Sauerstoff
- Anorganische Chemie: Sauerstoffsäuren des Chlors
- Anorganische Chemie: Sauerstoffsäuren des Phosphors
- Anorganische Chemie: Säure-Base Chemie (Brönsted-Definitionen)
- Anorganische Chemie: Säure-Base-Puffer und Puffersysteme
- Anorganische Chemie: Säurestärke (pKs) und Basenstärke (pKb)
- Anorganische Chemie: Schwefel
- Anorganische Chemie: Schwefelsäure
- Anorganische Chemie: Stickstoff
- Anorganische Chemie: Struktur von Salzen, Ionengitter und Ionenbildung
- Anorganische Chemie: Übungsaugaben zum Massenwirkungsgesetz (MWG)
- Anorganische Chemie: Vergleich von Ionenbindung und Atombindung
- Anorganische Chemie: Wasserstoff
- Anorganische Chemie: Wie berechnet man Neutralistionsaufgaben (Beispielaufgaben)
- Anorganische Chemie: Wie funktioniert der Lithium-Ionen-Akku?
- Anorganische Chemie: Zink
- Anorgansiche Chemie: Redoxreaktion - Beispielaufgaben
- Biochemie: Biokatalysatoren (Enzyme)
- Chemie: Oxidationszahlen und deren Bestimmung (!)
- Farbigkeit und Molekülstruktur
- Glossar: Fachbegriffe der anorganischen und organischen Chemie mit Erklärungen
- Komplexchemie: Anwendungen der Komplexchemie
- Komplexchemie: Aquakomplexe
- Komplexchemie: Aufbau von Komplexen
- Komplexchemie: Chelatkomplexe
- Komplexchemie: Historischer Abriss der Entdeckung der Komplexchemie
- Komplexchemie: In der Natur vorkommende (biologische) Komplexverbindungen
- Komplexchemie: Komplexe Gleichgewichtsreaktionen und die Stabilitätskonstanten
- Komplexchemie: Komplexstabilitätskonstante und Komplexzerfallskonstante
- Komplexchemie: Ligandenaustauschreaktionen
- Komplexchemie: Nomenklatur (Benennung) von Komplexen
- Komplexchemie: Wasserenthärtung
- Ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit in Chemie
- Organische Chemie: Gelatine
- Selektivität und Spezifität von Katalysatoren
- Herstellung von Maßlösungen
- I-Effekte beeinflussen die Säurestarke von Carbonsäuren
- Organische Chemie: Oxidative Fettumwandlung (Ranzigwerden von Fetten)
- Organische Chemie: Alkane - feste Alkane // Wachse und Paraffine
- Organische Chemie: Alkane - flüssige Alkane
- Organische Chemie: Alkane - gasförmige Alkane
- Organische Chemie: Alkanole (Alkohole)
- Organische Chemie: Alkene und Alkine
- Organische Chemie: Alkohol und seine Wirkung auf Menschen
- Organische Chemie: Alkoholate
- Organische Chemie: Alkohole: Ethanolherstellung durch alkoholische Gärung und großtechnische Produktion
- Organische Chemie: Aminosäuren - Peptidbindung, Typen, Aufbau, Reaktionen
- Organische Chemie: Anorganische Ester
- Organische Chemie: Aufgaben und Übungen zur Nomenklatur bei organischen Verbindungen
- Organische Chemie: Benzin und Diesel
- Organische Chemie: Bestimmung von Schmelz- und Siedepunkten
- Organische Chemie: Biogasanlagen
- Organische Chemie: Brennbarkeit von Kohlenwasserstoffen
- Organische Chemie: Carbonsäuren: homologe Reihe, Verwendung
- Organische Chemie: Carbonylverbindungen - Aldehyde
- Organische Chemie: Carbonylverbindungen - Ketone
- Organische Chemie: chemische Nachweise bei organischen Verbindungen
- Organische Chemie: Cis-/ trans-Isomerie und E/Z-Isomerie
- Organische Chemie: Cycloalkane und Cykloalkene
- Organische Chemie: Darstellungsweisen organischer Verbindungen
- Organische Chemie: Der Einfluss der I-Effekte auf die Säurestärke
- Organische Chemie: Die Aminosäure Glycin
- Organische Chemie: Die Chemie der "Shisha"
- Organische Chemie: Die Harnstoffsynthese von Friedrich Wöhler
- Organische Chemie: Eigenschaften von Aminosäuren
- Organische Chemie: Einfluss von Molekülmasse und Van der Waals-Kräften auf die Schmelz- und Siedepunkte
- Organische Chemie: Elektrophile und nukleophile Addition
- Organische Chemie: Eliminierung
- Organische Chemie: Energetische Betrachtung organischer Reaktionen
- Organische Chemie: Erdöl und Erdgas
- Organische Chemie: Erdöldestillation zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen
- Organische Chemie: Ester und die Veresterung
- Organische Chemie: Esterspaltung durch Hydrolyse
- Organische Chemie: Ethan
- Organische Chemie: Ethanol
- Organische Chemie: Ethen, Propen und Buten
- Organische Chemie: Ethin
- Organische Chemie: Ethin, Propin, Butin
- Organische Chemie: Färbeverfahren
- Organische Chemie: Fehlingprobe & Tollens-Probe
- Organische Chemie: Fehlingprobe und reduzierende Eigenschaften bei Kohlenhydraten
- Organische Chemie: Fette
- Organische Chemie: Fetthärtung und Margarineherstellung
- Organische Chemie: Fettsäuren
- Organische Chemie: Fischer-Projektion und die Umwandlung in die Haworth-Projektion
- Organische Chemie: Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW)
- Organische Chemie: Fruchtsäuren
- Organische Chemie: Fructose
- Organische Chemie: Galactose (!)
- Organische Chemie: Glucose (Traubenzucker)
- Organische Chemie: Glycogen (tierische Stärke)
- Organische Chemie: Glycosidische Bindung
- Organische Chemie: Gummi und Kautschuk
- Organische Chemie: Halogenalkane (!)
- Organische Chemie: Homologe Reihe der Alkane (!)
- Organische Chemie: I-Effekte
- Organische Chemie: Insulin
- Organische Chemie: Isobuten
- Organische Chemie: Isomaltose & Maltose als typische Disaccharide
- Organische Chemie: Isomerieformen
- Organische Chemie: Kerosin und Schweröl als Erdölbestandteile
- Organische Chemie: Keto-En(di)ol-Tautomerie bei Monosacchariden
- Organische Chemie: Kohle und Graphit
- Organische Chemie: Kohlenhydrate - Disaccharide
- Organische Chemie: Kunststoffe I - Allgemeines und radikalische Polymerisation
- Organische Chemie: Kunststoffe im Vergleich: Thermoplaste
- Organische Chemie: Lactose
- organische Chemie: Löslichkeit von organischen Verbindungen (polare und apolare Lösungsmittel)
- Organische Chemie: Mechanismus Veresterung
- Organische Chemie: mehrwertige Alkohole (Alkanole)
- Organische Chemie: Methan
- Organische Chemie: Nachweis von Proteinen (Ninhydrin-Reaktion)
- Organische Chemie: Nachweise für ungesättige Fettsäuren
- Organische Chemie: Nitril als wichtiger Kunststoff
- Organische Chemie: Nomenklatur und Benennung von organischen Kohlenwasserstoffen
- Organische Chemie: Nukleophile Addition
- Organische Chemie: Nukleophile Substitution
- Organische Chemie: Optische Aktivität
- Organische Chemie: Oxidation und Reduktion von Aldehyden
- Organische Chemie: Oxidation von Alkoholen
- Organische Chemie: Oxidation von Glucose mit Methylenblau (blaues Wunder)
- Organische Chemie: Pektine
- Organische Chemie: Petrochemie
- Organische Chemie: Plexiglas als Kunststoff
- Organische Chemie: Polare und apolare Lösungsmittel und Lösungmitteleigenschaften (!)
- Organische Chemie: Polykondensation von Nylon
- Organische Chemie: Polysaccharide
- Organische Chemie: Propan
- Organische Chemie: Radikalische Substitution
- Organische Chemie: Reaktionsmechanismen der organischen Chemie (Übersicht)
- Organische Chemie: Redoxreaktionen und Oxidationszahlen bei organischen Verbindungen
- Organische Chemie: Saccharose
- Organische Chemie: Schmelz- und Siedebereiche von Fetten und Ölen
- Organische Chemie: Schmelz- und Siedepunkte von Alkanen und Alkenen
- Organische Chemie: Schmerzmittel
- Organische Chemie: Spiegelbildisomerie (Stereoisomerie)
- Organische Chemie: Stärke (Amylose und Amylopektin)
- Organische Chemie: Struktur- und Eigenschaftsbeziehungen bei organischen Kohlenwasserstoffen
- Organische Chemie: Tenside
- Organische Chemie: Titration von Glycin
- Organische Chemie: Typen von Carbonsäuren
- Organische Chemie: Verbrennung von Alkanen und CO2-Emission
- Organische Chemie: Vergleich von Siedepunkten bei Alkanen, Alkanolen, Aldehyden und Carbonsäuren
- Organische Chemie: Verseifung
- Organische Chemie: Viskosität
- Organische Chemie: Was ist Organische Chemie?
- Organische Chemie: Zusammensetzung von Waschmitteln
- Organische Chemie: Zusammensetzung von Waschmitteln und deren Funktion
- Organische Chemie: Zwischenmolekulare Kräfte und Anziehungskräfte zwischen Molekülen
- Physikalische Chemie: Die Grundlagen der Thermodynamik