Reaktionen mit Pseudoordnung

Neben der Ordnung gibt es auch noch den Begriff der Pseudoordnung einer Reaktion.

Liegt ein Reaktionspartner in großem Überschuss vor, so ändert sich seine Konzentration im Verlauf der Reaktion kaum. Die Reaktionsgeschwindigkeit scheint dann ausschließlich von den übrigen Reaktionspartnern abzuhängen, die Reaktion hat scheinbar eine niedrigere Ordnung. Diese bezeichnet man als Pseudo-Ordnung.

Beispielsweise stellt die Elementarreaktion

eine bimolekulare Reaktion 2. Ordnung dar, und die Differentialgleichung, die die Umsatzgeschwindigkeit von A beschreibt, lautet:

$$\frac{\text{d}a}{\text{d}t}=-k\cdot a\cdot b$$

Die Geschwindigkeitskonstante $k$ hat die Dimension $\left[\frac{\text{L}}{\text{mol}\cdot \text{s}}\right]$.

Ist der Stoff B im Überschuss vorhanden, z.B. als Lösungsmittel, kann die Konzentration $b$ als konstant angesehen werden, und die Differentialgleichung lautet:

$$\frac{\text{d}a}{\text{d}t}=-k\text{'}\cdot a$$

Man bezeichnet die Reaktion dann als pseudo-1.Ordnung, und die Geschwindigkeitskonstante $k\text{'}$ bekommt die Dimension $\left[{\text{s}}^{-1}\right]$.

Die Integration der Differentialgleichung ergibt folgendes Zeitgesetz für die Konzentrationsabnahme von A:

$$a\left(t\right)=a_0\cdot {\text{e}}^{-k\text{'}t}$$

Dabei ist $a_0$ die Anfangskonzentration von A.

Beispiel

Ein Beispiel aus der Praxis für eine Reaktion pseudo-1.Ordnung ist die Hydrolyse des Esters p-Nitrophenylacetat (pNPA).