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Mechanismus einer Reaktion - Bei Elementarreaktionen sind Molekularität und Ordnung gleich

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Wir können eine Reaktion A -> P kinetisch mit dem Geschwindigkeitsgesetz r=f([A]) beschreiben. Die Geschwindigkeitskonstante
k ist temperaturabhängig und lässt sich mit Hilfe der ARRHENIUS-Gleichung
berechnen. Ich kann mit diesen Gleichungen für beliebige Temperaturen Umsätze und Reaktionszeiten berechnen. So einfach
ist Kinetik nur dann, wenn wir wirklich nur EINE Reaktion beschreiben sollen (keiner Nebenprodukte, keine
Folgeprodukte, keine Rückkopplung). Die meisten
Reaktionen verlaufen mikroskopisch nicht so, wie die Reaktionsgleichung es vorgibt. Acetaldehyd zerfällt z.B. nicht in einem einzigen Schritt zu Methan und Kohlenmonoxid, sondern die Reaktion hat folgenden Mechanismus, folgende Abfolge von Elementarschritten: Zunächst zerfällt Acetaldehyd zu einem Methyl-Radikal (grün). Das
Methyl-Radikal reagiert dann mit einem weiteren Acetaldehyd zu den Produkten Methan und Kohlenmonoxid und ein neues weiteren Methyl-Radikal. Dieser Schritt
(rot) bildet eine Reaktionskette. Diese Kette bricht ab, wenn z.B. zwei Methyl-Radikale zu einem Ethanmolekül reagieren (blau). Diese drei Teilschritte des Mechanismus finden tatsächlich auf molekularer Ebene statt und heißen
Elementarreaktionen. Für Elementarreaktionen kann die Ordnung vorausgesagt werden: Unimolekulare Elementarreaktionen
(Reaktionen, bei denen sich der Übergangszustand aus nur einer Spezies bildet) verlaufen immer nach einer Kinetik Erster Ordnung. Bimolekulare Elementarreaktionen (Reaktionen, bei denen sich der Übergangszustand aus zwei Spezies bildet) verlaufen nach einer Kinetik Zweiter Ordnung. Der erste Reaktionsschritt (grün) ist unimolekular und verläuft nach Erster Ordnung; der zweite und dritte Reaktionsschritt (rot, blau) sind bimolekular (zwei Spezies bilden den
aktivierten Komplex) verlaufen nach Zweiter Ordnung. Aus der Kombination dieser drei Elementarschritte (RICE-HERTZFELD-Mechanismus) lässt sich von 1,5. Das experimentell gefundene
ein Geschwindigkeitsgesetz mit einer Reaktionsordnung Geschwindigkeitsgesetz (mit Reaktionsordnung 1,5) bestätigt diesen Mechanismus. Bisher diskutierten wir
nur einfache Reaktionen, bei denen nur EIN Reaktionsweg (bzw. EINE Elementarreaktion) relevant war. Jetzt wollen wir etwas komplexere Reaktionen untersuchen, die aus zwei Elementarschritten zusammengesetzt sind: - Bei Gleichgewichtsreaktionen besteht der Mechanismus aus Hinreaktion (A->B) und Rückreaktion (B->A). Bei Parallelreaktionen
besteht der Mechanismus aus den beiden Prozessen A->B und A->D - Bei Folgereaktionen besteht der Mechanismus aus den beiden Elementarschritten A->B und B->C. (Zusammenfassung Molekularität)
Eine Elementarreaktion läuft auf atomarer Ebene genau so ab, wie die Reaktionsgleichung es vorgibt. Die meisten Reaktionen sind keine Elementarreaktionen, sondern besitzen einen Mechanismus - einer Abfolge von Elementarreaktionen, welche die Bruttoreaktion aufbauen. Bei Elementarreaktionen stimmt die Molekularität mit der Ordnung überein.
Vorlesung/Konferenz
Reaktionsgeschwindigkeit
Umsatz <Chemie>
Körpertemperatur
Vorlesung/Konferenz
Firn
Vorlesung/Konferenz
Acetaldehyd
Vorlesung/Konferenz
Kohlenmonoxid
Methan
Elementarreaktion
Reaktionsgleichung
Reaktionsmechanismus
Vorlesung/Konferenz
Elementarreaktion
Tetrahydrobiopterin
Spezies <Chemie>
Übergangszustand
Vorlesung/Konferenz
Elementarreaktion
Parallelreaktion
Reaktionsmechanismus
Elementarreaktion
Sukzessivreaktion
Reaktionsmechanismus
Monomolekulare Reaktion
Vorlesung/Konferenz
Reaktionsmechanismus
Chemischer Prozess
Reaktionsgleichung
Elementarreaktion

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Mechanismus einer Reaktion - Bei Elementarreaktionen sind Molekularität und Ordnung gleich
Serientitel Einführung in die Reaktionskinetik
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15625
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Schlagwörter Physikalische Chemie
Kinetik

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