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RG-Gesetze und experimentelle Befunde

RG-Produktansatz - Reaktionsordnung und Teilordnungen

Für viele chemische Reaktionen hat es sich erwiesen, dass die Reaktionsgeschwindigkeit nicht nur zu Beginn, wenn die Konzentration der Reaktionsprodukte noch sehr klein ist, sondern auch im weiteren Verlauf der Reaktion durch den nachfolgenden Produktansatz beschrieben werden kann.

υ = k [ A ] n A [ B ] n B [ C ] n C k = Geschwindigkeitskonstante der Reaktion n A = Teilordnung für Edukt A n B = Teilordnung für Edukt B n C = Teilordnung für Edukt C n = n A + n B + n C + = Gesamtordnung der Reaktion

Teilordnungen einer Reaktion

Der Begriff der Teilordnung erklärt sich wie folgt: Verdoppeln wir die Anfangskonzentration des Eduktes A, so steht im RG-Produktansatz ( 2 [ A ] 0 ) n A anstelle von ( [ A ] 0 ) n A . Folglich erhöht sich die Anfangsgeschwindigkeit r ( 0 ) um den Faktor 2 n A . Entsprechendes gilt für die übrigen Edukte.

Die Teilordnungen n A , n B , n C , werden aus dem experimentell bestimmten Zeitverlauf der Konzentration eines der jeweiligen Edukte ermittelt (siehe Methoden der kinetischen Analyse).

Gesamtordnung der Reaktion

Für ein äquimolares Gemisch der Edukte nimmt der Produktansatz folgende Form an (der einfacheren Schreibweise wegen sind die Teilordnungen hier notiert als a , b , ).

υ = k n ν A a ( c 0 - x ) a ν B b ( c 0 - x ) b ν C c ( c 0 - x ) c = k n ν A a ν B b ν C c ( c 0 - x ) a + b + c + . . . = const. ( c 0 - x ) n

Damit ist gezeigt, dass sich für ein äquimolares Gemisch der Edukte die Teilordnungen zur Gesamtordnung n des RG-Produktansatz summieren. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist in diesem Fall proportional zur n-ten Potenz von ( c 0 - x ) .

Beispiele für den RG-Produktansatz

  1. Reaktion 0. Ordnung
  2. Reaktion 1. Ordnung
  3. Reaktion 2. Ordnung
  4. Reaktion 3. Ordnung
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