B Reaktionsgeschwindigkeit (Kinetik)

Grundlagen der Reaktionsgeschwindigkeit

Als Voraussetzung, dass sich zwei Stoffe miteinander verbinden, also reagieren, müssen ihre Teilchen zusammentreffen (nicht alle Zusammenstösse führen jedoch zwingend zu einer Reaktion). Die Konzentration der Ausgangsstoffe nimmt im Verlauf des Reaktionsprozesses ab und die Konzentration der Endstoffe zu. Es gibt schnell ablaufende Reaktionen, wie das Verbrennen von Stoffen oder das Lösen von Salze in Wasser, es gibt aber auch eher langsam ablaufende Reaktionen wie zum Beispiel das Oxidieren von Eisenwolle oder das Verderben von Essen. Unter der Reaktionsgeschwindigkeit versteht man die Änderung der Konzentrationen der Ausgangsstoffe pro Zeiteinheit. Die Anzahl der zur Umwandlung führenden Zusammenstösse pro Sekunde ist ein Mass für die Geschwindigkeit der Reaktion. Mit quantitativer Analyse und einem Zeitmesser kann gemessen werden, wie schnell sich die Konzentration eines Stoffes im Verlauf der Reaktion ändert.

Reaktionsgeschwindigkeit = Konzentrationsänderung / Zeit

Stoffe wirken besonders schnell aufeinander ein, wenn sie sich im gasförmigen, im gelösten oder geschmolzenen Zustand befinden. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist aber auch abhängig von verschiedenen Faktoren, nämlich:

a) Temperatur

b) Konzentration

c) Druck

d) Katalysator

e) Oberflächengrösse

a) Eine Erhöhung der Temperatur führt dazu, dass die Teilchen häufiger zusammenstossen, es vereinigen sich also mehr Teilchen. Die Senkung der Temperatur führt also zum Gegenteil.

b) Eine Erhöhung der Konzentration der Ausgangsstoffe führt dazu, dass die Teilchen im Reaktionsraum enger zusammen sind und daher häufiger aufeinander treffen. So kann also die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Verringerung der Konzentration verlangsamt werden.

c) Durch Steigerung des Druckes wird (bei Gasreaktionen) die Konzentration erhöht und durch die Verringerung des Drucks das Gegenteil erreicht.

d) Ein Katalysator (es gibt Katalysator in der Natur -> Fotosynthese, sowie von Menschen gemacht-> Auto) verringert die Aktivierungsenergie und beschleunigt somit die Reaktionen.

e) Durch die Vergrösserung der Oberfläche eines Feststoffes wird die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und durch die Verkleinerung logischerweise verlangsamt.