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KINETIK |
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Weitere Information |
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Der Ablauf einer chemischen Reaktion lässt sich in einem Energiediagramm beschreiben.
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Der Fortschritt der Reaktion von den Edukten in Richtung Produkte wird als "Reaktionskoordinate" definiert. Die Edukte haben höhere Energie als die Produkte. Die Differenz davon ist die Reaktionsenergie (in der Formelsprache DG). Der Weg führt über einen Übergangzustand. |
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Ein Katalysator verändert nicht die Gleichgewichtslage. Die Energie der Edukte und Produkte bleibt gleich. auch die Reaktionsenergie bleibt daher gleich. verändert die Aktivierungsenergie. Damit ändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit. (Von Interesse ist meistens eine Beschleunigung der Reaktion, also eine Erniedrigung der Aktivierungsenergie.) |
Zum Verständnis der Temperaturabhängigkeit betrachten wir
die Energieverteilung in einem Gas.(Maxwell-Boltzmann-Verteilung)
Es
liegt eine Verteilung der Energien vor. Bei höherer Temperatur ist der
Anteil von Molekülen mit höherer Energie größer. Die Kurve
zeigt auch, dass auch die häufigste und die mittlere Energie zunehmen.
Insgesamt bleibt natürlich bei einer Temperaturänderung die Anzahl
von Molekülen gleich. Mathematisch kann diese Gesamt-Anzahl als Gesamt-Fläche
unter der Kurve ("Verteilungskurve") berechnet werden.
Die Aktivierungsenergie ist die Mindestenergie, die Moleküle für eine erfolgreiche Reaktion besitzen müssen. Wenn man die Energie in das Diagramm einträgt, wird erkennbar, dass bei höherer Temperatur mehr Moleküle eine solche Mindestenergie besitzen. Die Gesamtzahl von Molekülen mit einer Mindestenergie EA ist die Fläche unter der Kurve ab EA. Diese Fläche ist unter der Kurve zur höheren Temperatur größer. Die Aktivierungsenergie bleibt für jede Temperatur gleich, es ändert sich nur der Anteil von Molekülen, die diese Mindestenergie besitzen!
Theoretisch wurde hergeleitet, dass Fläche unter der Verteilungskurve ab der Energie EA proportional dem Ausdruck exp( - EA / RT ) ist. Dies ist der temperaturabhängige Teil der Arrheniusgleichung!
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ZURÜCK - Arrheniusgleichung |
