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Praktikumsversuch Reaktionskinetik

Reaktionskinetik - Grundlagen - Aufstellen und Lösen von Geschwindigkeitsgesetzen

Die Esterverseifung soll als einfache Reaktion im Sinne des vorangegangenen Abschnitts betrachtet werden. An Hand der Reaktionsgleichung kann somit das Geschwindigkeitsgesetz aufgestellt werden:

d [ A ] d t = k ' [ A ] [ B ]

Da der Ester in unserem Versuch in großem Überschuss vorliegt, ändert sich [B] während der Reaktion kaum und wird vereinfachend als konstant betrachtet. Somit hängt die Geschwindigkeit der Reaktion linear von der Konzentration des Hydroxyd-Ions ab, so dass das Geschwindigkeitsgesetz lautet:

d [ A ] d t = k ' [ A ]

Anders ausgedrückt: Die relative Abnahme der Konzentration von A pro Zeiteinheit ist zu jedem Zeitpunkt der Reaktion gleich groß, nämlich gleich der Geschwindigkeitskonstanten. Dies nennt man etwas salopp eine Reaktion pseudo-1.Ordnung.

Lösen der Gleichung

Als Lösung für eine Reaktion (pseudo) 1. Ordnung ergibt sich:

[A] = [A] 0 e k t

Dieser Ausdruck beschreibt eine exponentielle Abnahme der Konzentration.

Abb.1
Konzentrations/Zeit-Diagramm einer Reaktion 1. Ordnung

Bei einer Reaktion erster Ordnung nimmt die Konzentration des Reaktanden exponentiell ab! Die Reaktionsgeschwindigkeit ändert sich in der Regel, während die Reaktion abläuft. Je weiter die Reaktion fortschreitet, desto langsamer ändern sich die Konzentrationen (s. jedoch die Bemerkung zur Geschwindigkeit der relativen Konzentrationsänderung!). Die Messung der Konzentrationsänderungen muss zu definierten Zeiten und ohne Störung des Reaktionsablaufs erfolgen. Hierzu misst man Eigenschaften, die sich mit der Konzentration ändern, wie z.B. Druck, Farbe, Volumen, Viskosität oder, wie im vorliegenden Fall, die elektrische Leitfähigkeit.

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