4. Das System O/H/H2O auf Pt(111)

Zeit ab- und nicht zunimmt. Der obige Mechanismus kann daher die experimentellen
Befunde nicht erklären.
Das Modell soll daher um folgenden Schritt erweitert werden, der nach den
Ergebnissen aus Kapitel 4.2 unter den Reaktionsbedingungen ebenfalls stattfindet:
H O + O ⎯ →2
OH ⎯k 3 (4.1)
2
Die Rückreaktion, d.h. die Disproportionierung von OH, braucht hier nicht
berücksichtigt werden, da sie erst oberhalb von 200 K auftritt [124]. Ebenso
können die Rückreaktionen der Reaktionsschritte nach Gl. 4.2 und 4.3 hier
vernachlässigt werden. OH zerfällt nach den Ergebnissen aus Kapitel 4.2 unter
den herrschenden Bedingungen nicht in O und Wasserstoff und auch die
Dissoziation von Wasser konnte auf Pt(111) nicht beobachtet werden [142].
In diesem Reaktionsmodell, das zur besseren Übersichtlichkeit im folgenden
noch einmal aufgeführt ist, liegt bei Kombination der Gleichungen II und III eine
Autokatalyse vor. In Gl. II wird ein OH-Molekül in Wasser umgewandelt, das in
Schritt III zwei OH-Moleküle hervorbringt. Diese können erneut in Gl. II eingesetzt
werden.
H+ O ⎯ ⎯→OH k1 (I)
OH + H ⎯ ⎯→HO k2 (II)
2
H O + O ⎯ →2
OH ⎯k 3 (III)
2
In Kapitel 4.2.4.4 wurde besprochen, daß die Stöchiometrie von Gl. III wahrscheinlich
komplizierter ist als hier angegeben. Aber selbst für die von
CREIGHTON et al. [129] gemessene Stöchiometrie H2 O:O von 2: 1 bleibt der
autokatalytische Prozeß bestehen, so daß im folgenden die vereinfachte
Gleichung verwendet wird.
Ein autokatalytischer Prozeß in der OH-Bildung kann die Ursache des nichtlinearen
zeitlichen Anstiegs in Abb. 4-21 sein. Daher soll im folgenden die
Wasserstoff-Oxidation anhand der drei Reaktionsgleichungen simuliert werden,
um das lokale Geschehen in Abb. 4-16 zu reproduzieren. Da Absolutwerte für die
Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten der Elementarschritte nicht verfügbar
sind, können die Geschwindigkeitskonstanten lediglich zueinander in
Beziehung gesetzt werden. Jede Geschwindigkeitskonstante besitzt die Einheit
[Formelumsatz pro Zeiteinheit]. Zuerst wird der einfachste Fall betrachtet, bei
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