Aktivierungsenergie EA

Oft wird der Begriff “exotherme Reaktion” verwendet, eine Reaktion die definitionsgemäß freiwillig abläuft und Wärme freisetzt.
Damit müsste laut Rechnung Wasserstoff und Sauerstoff freiwillig und heftig miteinander reagieren, da bei der Reaktion viel Wärme freigesetzt wird und mit dem Reaktionsprodukt Wasser eine stabile Verbindung entsteht. Trotzdem bleibt bei Zimmertemperatur eine Reaktion aus.

Aktivierungsenergie

Damit die Teilchen überhaupt reagieren, müssen sie erst angeregt werden. Man muss jedem Teilchen eine bestimmte Energiemenge, die Aktivierungsenergie Ea, zuführen. Die Erklärung liegt darin, dass die Teilchen wirksam zusammenstoßen müssen, damit eine Reaktion eintritt. Wenn die Teilchen (z.B. Sauerstoff und Wasserstoff) nur sehr langsam aufeinanderprallen (wie z.B. bei Raumtemperatur), passiert gar nichts. Erst wenn sie mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit zusammentreffen, kommt es zur eigentlichen chemischen Reaktion (z.B. Bildung von Wasser). Somit ist ebenfalls ersichtlich, dass eine endotherme Reaktion im allgemeinen eine größere Aktivierungsenergie aufgebracht werden muss, als bei exothermen Reaktionen.

Definition

So kann man sich Aktivierungsenergie nun vorstellen: das ist nämlich die Energie, die die zusammenstoßenden Teilchen erreichen müssen, damit es zu einer Reaktion mit merklicher Geschwindigkeit kommt.

Herleitung der Aktivierungsenergie

Untersucht man die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit, so stellt man fest, dass diese meist mit zunehmender Temperatur steigt. Daraus leitetet Arrhenius die Arrhenius-Gleichung her, die die Aktivierungsenergie mit den anderen Größen miteinander verknüpft.
Besser bekannt ist die sog. RGT-Regel, die besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10°C etwa eine Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit bewirkt.

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Organische Chemie