- Themen
- Mikroskopische Reversibilität
- Parallelreaktionen
- Folgereaktionen
- Quasistationarität
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Zentrale Aspekte
Im Gleichgewicht müssen ein beliebiger molekularer Prozess
und seine Umkehrung mit derselben Geschwindigkeit ablaufen.
Für Geschwindigkeitsgesetze komplizierterer Reaktionen
lassen sich nur in Spezialfällen analytische Lösungen angeben.
Bei Parallelreaktionen dominiert die Reaktion mit der größeren
Geschwindigkeitskonstante die Gesamtreaktion.
Bei Folgereaktionen ist die Reaktivität des Zwischenprodukts
entscheidend für den Ablauf der Gesamtreaktion.
Die Gleichungen für Folgereaktionen vereinfachen sich stark
unter der Bodensteinschen Quasistationaritätsbedingung.
Fragen zum Verständnis
Die nachfolgenden Fragen sollten sich mit den in der Vorlesung vermittelten Inhalten beantworten lassen und dienen der eigenständigen Nacharbeit bzw. Beschäftigung mit der Thematik.
Welche Bedeutung kommt dem Prinzip der mikroskopischen Reversibilität zu?
Wie lassen sich die Geschwindigkeitskonstanten von Reaktionen, z.B. bei Parallelreaktionen, grundsätzlich kontrollieren?
Was ist die Bedeutung der Bodensteinschen Quasistationaritätsbedingung? Was ist bei ihrem Einsatz zu beachten? Welche Unterschiede ergeben sich zur exakten Lösung?
Weiterführende Literatur/Links
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 1.5.8 und 6.2; Atkins vierte Auflage [Atkins, 2006Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 22.2.2; Atkins fünfte Auflage [Atkins, 2013Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 21.2.2.
Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
Wedler, Gerd; Freund, Hans-Joachim (2012): Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
Mathematische Grundlagen
Für einen Blick auf die Grundlagen der Mathematik, in diesem Fall insbesondere die Lösung inhomogener linearer Differenzialgleichungen, sei der „Zachmann“ [Jüngel, 2014Jüngel, Ansgar; Zachmann, Hans (2014): Mathematik für Chemiker, Wiley-VCH, Weinheim] empfohlen, hier Kap. 11.
Jüngel, Ansgar; Zachmann, Hans (2014): Mathematik für Chemiker, Wiley-VCH, Weinheim
Quasistationarität
Die Quasistationaritätsbedingung wurde von Max Bodenstein 1913 erstmalig ausführlich beschrieben [Bodenstein, 1913Bodenstein, Max (1913): Eine Theorie der photochemischen Reaktionsgeschwindigkeiten, Zeitschrift für Physikalische Chemie 85:329-397]. Das Prinzip als solches ist wesentlich allgemeingültiger und auch in anderen Geebieten weit verbreitet.