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Reaktionsordnung zweiter Ordnung

Allgemeines:

Wie im einführenden Kapitel erwähnt, hängt bei jeder chemischen Reaktionen hängt die Reaktionsgeschwindigkeit der Reaktion von der Konzentration eines oder mehrerer Ausgangsstoffe ab [v = f (A, B, …)]. Häufig liegt daher eine Proportionalität der Geschwindigkeit zu der jeweiligen Konzentration an Ausgangsstoffen vor. Diese Proportionalität wird mit Hilfe einer Proportionalitätskonstanten (der Geschwindigkeitskonstanten) wiedergegeben. Die Formel für die Geschwindigkeit lautet:  v = k·Ax·By

Die Potenz, mit der die Konzentration bei der Reaktionsgeschwindigkeit eingeht, ist die sog. Reaktionsordnung, z:B. v = k·A2 ergibt eine Reaktion zweiter Ordnung für die Kompente A (k ist dabei eine Konstante, die aus der graphischen Auftragung der Zeit gegen die Konzentration bestimmt werden kann). Die Reaktionsordnung kann nur experimentell bestimmt werden und nicht aus einer Reaktionsgleichung hergeleitet werden. 

Reaktion zweiter Ordnung  2A -> B oder A  + B -> C:
Aus dem oben erläuterten Teil ergibt sich, dass die Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion 2. Ordnung bestimmt ist zu: v = k·A2 bzw v = k·A·B. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist von der Konzentration der beiden reagierenden Ausgangsstoffe abhängig.


Gleichung für die Reaktionsgeschwindigkeit
:

[A]0 = Anfangskonzentration von A zum Zeitpunkt t = 0
[B]0 = Anfangskonzentration von B zum Zeitpunkt t = 0
[A]t = Konzentration von A zum Zeitpunkt t

Möglichkeiten, um die Reaktionsordnung zu vereinfachen:

Liegt einer der Ausgangsstoffe A oder B (Reaktion A + B -> C) in einem sehr hohen Überschuss vor, so ist die Konzentrationsänderung dieses Stoffes während der Reaktion verschwindend gering ist. 

Beispiel: Wasser dient sowohl als Reaktionspartner als auch  Lösungsmittel während der Reaktion.
In solchen Fällen entspricht die Reaktionsgeschwindigkeit der einer Reaktion erster Ordnung. Da es sich aber dennoch um eine Reaktion zweier Ausgangsstoffe handelt, spricht man von Reaktionen pseudoerster Ordnung

Zu Beachten:

Chemische Reaktionen verlaufen nicht immer in nur einem Reaktionsschritt, meist entstehen die Produkte aus einer Kette mehrerer Teilreaktionen bzw. Reaktionsschritten. Bei einer Reaktion mehrerer aufeinanderfolgenden Reaktionsschritten bestimmt der langsamste Reaktionsschritt die Geschwindigkeit der Gesamtreaktion.

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