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Reaktionsordnung

Pseudoordnung von Reaktionen

Die wirkliche Reaktionsordnung kann verfälscht werden, wenn in einem System ein oder mehrere Reaktanden in so großem Überschuss vorliegen, dass sich ihre Konzentrationen durch die Umsetzung kaum ändern. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt dann scheinbar nur von den Konzentrationen der übrigen Reaktionspartner ab, das heißt die Reaktionsordnung wird erniedrigt.

Typische Beispiele sind Solvolysereaktionen, bei denen eine Substanz mit einem überschüssigen Lösungsmittel umgesetzt wird. Die saure Esterhydrolyse verläuft in stark verdünner wässriger Lösung nach der Gleichung

CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O H 3 O + CH 3 COOH + C 2 H 5 OH

(Die Reaktion ist die Umkehrung der üblichen Veresterungsreaktion, deren Mechanismus später behandelt werden soll.) Für die Reaktion sind von Bedeutung die Konzentrationen an Ester, Wasser und Oxonium-Ionen. Die Konzentration der katalytisch wirkenden Oxonium-Ionen ist konstant. Die Reaktion verläuft eigentlich nach 2. Ordnung:

d[Ester] dt = k [Ester] [H 2 O] Reaktion 2. Ordnung

Da sich die Konzentration an Wasser, das als Lösungsmittel in großem Überschuss vorliegt, bei der Reaktion kaum ändert, wird [H2O] mit der Geschwindigkeitskonstanten zu einer neuen Geschwindigkeitskonstanten k' zusammengefasst und es gilt:

d[Ester] dt = k' [Ester] Reaktion pseudo-1. Ordnung

Ein weiteres Beispiel ist die sogenannte Inversion von Rohrzucker

Abb.1

Saccharose wird in wässriger Lösung unter katalytischer Wirkung von Oxonium-Ionen zu Glucose (Traubenzucker) und Fructose (Fruchtzucker) gespalten. Die Bezeichnung Inversion für diese Hydrolysereaktion rührt daher, dass die optisch aktive Saccharose die Ebene von polarisiertem Licht nach rechts dreht, das Reaktionsprodukt Fructose aber stark linksdrehend ist, so dass aus der Veränderung des Drehwinkels der Verlauf der Reaktion verfolgt werden kann.

Auch bei dieser Reaktion ist [H3O+] konstant, und [H2O] kann als konstant betrachtet werden, da Wasser gleichzeitig als Lösungsmittel dient, was wiederum zu einem Zeitgesetz 1. Ordnung führt:

d[Saccharose] dt = k' [Saccharose]
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