Reaktionsgeschwindigkeit
Zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion eignen sich Größen wie die Masse, das Volumen oder die Konzentration, die sich im zeitlichen Verlauf der Reaktion ändern.
Faktoren der Reaktionsgeschwindigkeit
Temperatur
Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich auch die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit.
Konzentration
Mit steigender Konzentration erhöht sich die Teilchendichte.
Oberfläche
Eine größere Oberfläche führt zu einer erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit.
Kollisionshypothese
Damit es zu einer chemischen Reaktion kommt, müssen die Teilchen aufeinandertreffen. Im Verlauf einer Reaktion nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit ab, da die Anzahl der Eduktteilchen kleiner wird und damit auch die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes sinkt.
Faktor Temperatur Bolzmann-Verteilung einer Stoffportion
Nicht alle Teilchen haben dieselbe Energie. Die meisten Teilchen haben eine mittlere Energie, während nur wenige Teilchen eine niedrige und/oder hohe Energie besitzen. Nur Teilchen, welche eine bestimmte Mindestenergie besitzen, können reagieren. Die Mindestenergie entspricht der Aktivierungsenergie. Je höher die Temperatur, desto größer ist die Anzahl der Teilchen, die die Mindestenergie besitzen, um zu reagieren. Dadurch erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit.
Geschwindigkeit chemischer Reaktionen
Das Molvolumen von Gasen nimmt bei Raumtemperatur ein Volumen von 24 Litern ein.
Zentrale Fragen
- Wie ist die Reaktionsgeschwindigkeit definiert?
- Wie kann man die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmen?
- Wie lässt sich die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen?
Katalysator
Durch den Katalysator verringert sich die Aktivierungsenergie und die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht sich. Das besondere am Katalysator ist, dass man ihn nach der Reaktion wieder verwenden kann, er kommt unverändert am Ende raus.
Chemisches Gleichgewicht
Das chemische Gleichgewicht zeigt eine schnelle und eine langsame Reaktionsgeschwindigkeit. Die Produkte der Reaktion sind immer gleich, egal in welche Richtung reagiert wird (Hinreaktion & Rückreaktion). Nur 80% der Edukte reagieren, es kommen 20% Produkte raus. Im Gleichgewicht sind die Konzentrationen gleich, da die beiden Reaktionsgeschwindigkeiten gleich sind.
Massenwirkungsgesetz
Der Massenwirkungsquotient wird mit K abgekürzt. Das Gleichgewicht liegt auf der Pro- (rechts) oder Eduktseite (links). Die Gleichgewichtskonstante K ist für jede Reaktion messbar und bei einer bestimmten Konzentration konstant.
Mit dem Massenwirkungsquotienten K werden die Edukte und Produkte einer Reaktion in Bezug auf ihre Konzentration zueinander gesetzt. Bei K > 1 liegt das Gleichgewicht auf der Produktseite, bei K < 1 liegt es auf der Eduktseite.
Beispielaufgaben:
- CO + O₂ = CO₂
K = C(CO₂) * C(O₂) / C(CO) = K > 1 - 2H₂ + O₂ = 2H₂O
K = (C(H₂O))² / (C(H₂))² * (C(O₂)) = K > 1
