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Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit einer Reaktion hängt stark von der Temperatur des Reaktionsgemisches ab. Zwei Beispiele zeigen die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit:

  • Iod-Uhr-Reaktion
  • Ethylamin-Zerfall

Arrhenius-Gleichung

Für die allermeisten Reaktionen folgt die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit der von Arrhenius 1889 gefundenen Arrhenius-Gleichung:

Arrhenius-Gleichung
k = A e Ea / R T Ea = Aktivierungsenergie A = Häufigkeitsfaktor, auch Frequenzfaktor

Das Temperaturintervall darf für die Arrhenius-Gleichung nicht zu groß sein, da ansonsten dieses Gesetz seine Gültigkeit verliert. Anders ausdrückt bekommen wir:

mit natürlichem Logarithmus: ln ( k ) = ln ( A ) Ea R T d ln ( k ) d T = Ea R T 2 mit dekadischem Logarithmus: lg ( k ) = lg ( A ) Ea 2,303 R T d lg ( k ) d T = Ea 2,303 R T 2

Tragen wir nach der ersten Gleichung ln ( k ) gegen 1 / T auf, so erhalten wir eine Gerade. Der in der Arrhenius-Gleichung vorkommende Term Ea wird dabei als Aktivierungsenergie bezeichnet.

An dieser Stelle wollen wir uns damit begnügen, dass mit der Arrhenius-Gleichung Abhängigkeiten zwischen der Temperatur eines Reaktionsgemisches und der Reaktionsgeschwindigkeit beschrieben werden. Die genaue Bedeutung dieser Gleichung wird an anderer Stelle hergeleitet.

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