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7 Reaktionskinetik
Die Geschwindigkeit mit der eine Reaktion abläuft, kann von Reaktion zu
Reaktion stark variieren. So läuft eine Explosion von Nitroglycerin oder
die Neutralisation von NaOH und HCl innerhalb von Bruchteilen einer
Sekunde ab. Die Faltung eines Proteins kann dagegen abhängig von der
Größe einige Sekunden bis Minuten dauern, das Rosten von Eisen
benötigt schon einige Jahre, der Abbau des für den Menschen giftigen
Dioxins erfordert mehr Zeit als ein Mensch lebt und die Umwandlung von
Diamant zu Graphit verläuft nicht messbar langsam (findet jedoch statt).
Bei vielen Reaktionen ist es jedoch wichtig eine quantitative Aussage zur
Reaktionsgeschwindigkeit machen zu können, zum Beispiel in der
Pharmakologie zur Wirkungsdauer eines Medikamentes, in der Biologie
die Dauer einer enzymatischen Reaktion oder der radioaktive Zerfall von
natürlich vorkommenden Isotopen bei der Altersbestimmung von
Gegenständen (zum Beispiel der Zerfall von 14 C bei der
Radiocarbonmethode). Die Reaktionskinetik beschreibt mit
mathematischen Ausdrücken die Konzentrationsänderung der Reaktanden
und der Produkte in Abhängigkeit von der Zeit und somit mit welcher
Geschwindigkeit eine Reaktion abläuft.
7.1 Wissenswertes vorab
Reaktionsgeschwindigkeit: Die Reaktionsgeschwindigkeit beschreibt, wie
viele Teilchen in einer chemischen Reaktion pro Zeiteinheit umgesetzt
werden. Sie spiegelt also die Konzentrationsänderung der Edukte und der
Produkte pro Zeiteinheit wieder.
Geschwindigkeitsgesetze: Die Geschwindigkeitsgesetzte stellen in
mathematischen Gleichungen dar, wie die Reaktionsgeschwindigkeit von der
Konzentration der Reaktanden abhängt.
Reaktionsordnung: Die Reaktionsordnung verdeutlicht wie viele Edukt-
Teilchen miteinander reagieren, um ein Produkt-Teilchen zu bilden. Die
Gleichung enthält die Summe der Potenzen, mit der die Konzentration der
Edukte in die Reaktion eingehen, und die
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante k als Proportionalitätsfaktor. Es wird
zwischen Reaktionen 0., 1. und 2. Ordnung unterschieden.
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