03. Reversible Reaktionen und Temperaturabhängigkeit

Themen

Reversible Reaktionen erster Ordnung

Reversible Reaktionen zweiter Ordnung

Bedeutung für die Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Folien

PDF

Glossar

PDF

• Thermodynamisch befinden sich chemische Reaktionen immer
  in einem Gleichgewicht zwischen Edukten und Produkten.
• Das Massenwirkungsgesetz verknüpft Kinetik und Thermodynamik
  und hat darüber hinaus praktische Relevanz.
• Reaktionsgeschwindigkeiten lassen sich nur fernab des
  thermodynamischen Gleichgewichtes gut bestimmen.
• Die Arrhenius-Gleichung stellt eine einfache Beziehung
  zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur auf.
• Die Arrhenius-Parameter erlauben eine erste einfache
  mechanistische Interpretation der Temperaturabhängigkeit.

Die nachfolgenden Fragen sollten sich mit den in der Vorlesung vermittelten Inhalten beantworten lassen und dienen der eigenständigen Nacharbeit bzw. Beschäftigung mit der Thematik.

• Warum ist die Aussage “im chemischen Gleichgewicht findet keine Umwandlung zwischen Edukten und Produkten statt” falsch? Wie müsste die Aussage ergänzt werden, um korrekt zu sein?
• Welche Möglichkeiten sehen Sie, eine unvollständig ablaufende Reaktion in Richtung der Produkte zu zwingen? Begründen Sie Ihre Antworten. Wie könnten technische Lösungen dafür aussehen?
• Warum ist die Relaxation unabhängig von der Reaktionsordnung immer ein Prozess erster Ordnung?
• Durch welche beiden Parameter wird die Arrhenius-Gleichung charakterisiert? Wie lassen sie sich mechanistisch interpretieren?

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Die Hauptinhalte der Vorlesung zum Nachlesen in den allgemeinen Lehrbüchern zur Physikalischen Chemie: Wedler [Wedler, 2012Wedler, Gerd; Freund, Hans-Joachim (2012): Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim], Kapitel 1.5.7/9 und 6.2.2; Atkins vierte Auflage [Atkins, 2006Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 22.1.4/5; Atkins fünfte Auflage [Atkins, 2013Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 21.1.4–5.

Der Originalartikel von Arrhenius erschien 1889 in der Zeitschrift für Physikalische Chemie: [Arrhenius, 1889Arrhenius, Svante (1889): Über die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Inversion von Rohrzucker durch Säuren, Zeitschrift für Physikalische Chemie 4:226-248]. Als Einführung zu den Relaxationsmethoden sei der Nobel-Vortrag von Manfred Eigen (Nobelpreis für Chemie 1967) empfohlen: [Eigen, 1968Eigen, Manfred (1968): Die "unmeßbar" schnellen Reaktionen (Nobel-Vortrag), Angewandte Chemie 80:892-906].

• Arrhenius, Svante (1889): Über die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Inversion von Rohrzucker durch Säuren, Zeitschrift für Physikalische Chemie 4:226-248
• Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
• Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
• Eigen, Manfred (1968): Die "unmeßbar" schnellen Reaktionen (Nobel-Vortrag), Angewandte Chemie 80:892-906
• Wedler, Gerd; Freund, Hans-Joachim (2012): Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim