Reaktionskinetik

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Reaktionskinetik,

 

chemische Kinetik, Teilgebiet der physikalischen Chemie, das sich mit dem zeitlichen Ablauf von chemischen Reaktionen und der Aufklärung von Reaktionsmechanismen beschäftigt. Die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion r ist durch das experimentell bestimmbare Zeitgesetz gegeben. Einfache Zeitgesetze haben die Form

 

c (A) und c (B) sind die Stoffmengenkonzentrationen der Reaktionspartner, k ist die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion, die z. B. durch Temperaturerhöhung oder Verwendung von Katalysatoren vergrößert werden kann (Arrhenius-Gleichung). Die Summe von n und m ergibt die Reaktionsordnung, z. B. liegt bei r = k · c (A) eine Reaktion 1. Ordnung, bei r = k · c (A) · c (B) oder r = k · c (A)² eine Reaktion 2. Ordnung vor. Reaktionen, die sich aus vielen Elementarreaktionen zusammensetzen (z. B. Kettenreaktionen), haben oft komplizierte Zeitgesetze. Bei Elementarreaktionen stimmen Molekularität (Reaktionsmechanismen) und Reaktionsordnung überein, z. B. lässt sich eine unimolekulare Reaktion durch ein Zeitgesetz 1. Ordnung beschreiben. Die Reaktionskinetik ist für die Steuerung chemischer Reaktionen, z. B. Beeinflussung des Stoffumsatzes durch Temperatur, Konzentration, Katalysatoren oder für die Art der Reaktionsführung (Reaktionsapparate) von Bedeutung. Bei der Einbeziehung von Konzentrations- und Temperaturunterschieden im Reaktionssystem, die v. a. bei Reaktionen im großtechnischen Maßstab auftreten, spricht man von Makrokinetik.