Grundlagen der Chemischen Kinetik und Reaktionsgeschwindigkeit

Die Chemie LK Grundlagen umfassen essenzielle Konzepte der Reaktionskinetik, die für das Was kommt im Chemie-Abi dran? von zentraler Bedeutung sind. Die Reaktionsgeschwindigkeit beschreibt, wie schnell chemische Reaktionen ablaufen und wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst.

Definition: Die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit beschreibt die durchschnittliche Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion über einen bestimmten Zeitraum, während die momentane Reaktionsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit an einem spezifischen Zeitpunkt angibt.

Die Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit erfolgt durch mehrere Faktoren: Der Zerteilungsgrad bestimmt die Oberfläche der reagierenden Stoffe, die Konzentration beeinflusst die Häufigkeit der Teilchenkollisionen, und die Temperatur erhöht die kinetische Energie der Teilchen. Katalysatoren spielen eine besondere Rolle, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen.

Die Stoßtheorie erklärt die grundlegenden Voraussetzungen für chemische Reaktionen: Teilchen müssen kollidieren, ausreichend Energie besitzen und die richtige räumliche Orientierung aufweisen. Bei der Katalyse unterscheidet man zwischen homogener und heterogener Katalyse, die sich in ihrer Durchführung und ihren Vorteilen unterscheiden.

Chemie Abitur Lernzettel - Autoprotolyse und Puffer

Die Autoprotolyse des Wassers ist ein fundamentaler Prozess: 2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻. Wassermoleküle können als Ampholyte sowohl Protonen aufnehmen als auch abgeben.

Fachbegriff: Das Ionenprodukt des Wassers Kw = c(H₃O⁺) · c(OH⁻) = 10⁻¹⁴ mol²/l² ist bei 25°C konstant.

Puffersysteme sind für die pH-Stabilisierung essentiell. Sie bestehen aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base. Am Beispiel des Acetatpuffers: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺. Zugabe von H₃O⁺ verschiebt das Gleichgewicht nach links, Zugabe von OH⁻ nach rechts.

Elektrochemische Prozesse und Industrielle Anwendungen

Die moderne Chemie in der Oberstufe beschäftigt sich intensiv mit elektrochemischen Prozessen, die für das Chemie Abitur besonders relevant sind. Diese Prozesse bilden einen wichtigen Bestandteil des Chemie LK und sollten auf jedem Chemie Abitur Lernzettel detailliert festgehalten werden.

Der Akkumulator stellt ein wiederaufladbares galvanisches Element dar, dessen Elektrodenreaktionen reversibel sind. Diese Technologie ermöglicht bis zu 1000 Ladezyklen, wobei elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und gespeichert wird. Beim Entladen wird die gespeicherte chemische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt.

Definition: Ein Akkumulator ist ein elektrochemischer Energiespeicher, der durch Elektrolyse wieder aufgeladen werden kann. Die Elektrodenreaktionen sind dabei umkehrbar.

Die Brennstoffzelle unterscheidet sich vom Akkumulator dadurch, dass sie kontinuierlich mit energieliefernden Stoffen versorgt werden muss. In der Akzeptor-Halbzelle wird Sauerstoff reduziert, während in der Donator-Halbzelle der Brennstoff (meist Wasserstoff) oxidiert wird. Die Brennstoffzelle fungiert nicht als Speicher, sondern als Energiewandler.