18.8: Ratengesetz und spezifische Ratenkonstante

Ratengesetz und spezifische Ratenkonstante

Betrachten Sie eine einfache chemische Reaktion, bei der der Reaktant \(\ce{A}\) in das Produkt \(\ce{B}\) gemäß der folgenden Gleichung umgewandelt wird.

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist durch die Änderung der Konzentration von \(\ce{A}\) als Funktion der Zeit gegeben. Die Geschwindigkeit des Verschwindens von \(\ce{A}\) ist ebenfalls proportional zur Konzentration von \(\ce{A}\).

}{\Delta t}

Da die Geschwindigkeit einer Reaktion im Allgemeinen von der Kollisionshäufigkeit abhängt, liegt es auf der Hand, dass mit zunehmender Konzentration von \(\ce{A}\) auch die Reaktionsgeschwindigkeit steigt. Umgekehrt nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit ab, wenn die Konzentration von \(\ce{A}\) abnimmt. Der Ausdruck für die Reaktionsgeschwindigkeit kann wie folgt dargestellt werden:

}{\Delta t} \: \: \: \text{oder} \: \: \: \text{rate} = k \left\]

Die Proportionalität zwischen der Rate und \(\left\) wird durch das Einfügen einer Konstante \(\left( k \right)\) zu einem Gleichheitszeichen. Ein Geschwindigkeitsgesetz ist ein Ausdruck, der die Beziehung zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und den Konzentrationen der einzelnen Reaktanten zeigt. Die spezifische Geschwindigkeitskonstante \(\left( k \right)\) ist die Proportionalitätskonstante, die die Reaktionsgeschwindigkeit mit den Konzentrationen der Reaktanten in Beziehung setzt. Das Geschwindigkeitsgesetz und die spezifische Geschwindigkeitskonstante für jede chemische Reaktion müssen experimentell bestimmt werden. Der Wert der Geschwindigkeitskonstante ist temperaturabhängig. Ein großer Wert der Geschwindigkeitskonstante bedeutet, dass die Reaktion relativ schnell ist, während ein kleiner Wert der Geschwindigkeitskonstante bedeutet, dass die Reaktion relativ langsam ist.