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Reaktionsgeschwindigkeit
Ein Reagenzglas wird zur Hälfte mit verdünnter Salzsäure der Konzentration 1 Mol pro Liter gefüllt. Bei der Zugabe von Zink-Stückchen entsteht in einer lebhaften Reaktion Wasserstoff, den man pneumatisch in einem Messzylinder auffängt. Für die Reaktion wird folgende Reaktionsgleichung angegeben:

2 HCl  +  Zn  reagiert zu   H2  +  ZnCl2 


     
 

Im ersten Experiment wird das Volumen genau nach einer Minute abgelesen, die Zink-Stückchen entnommen und die Konzentration der verbleibenden Säure bestimmt. Im zweiten Experiment verfährt man genau gleich und führt die Messungen nach zwei Minuten durch, usw. Die Ergebnisse werden in einer Tabelle eingetragen: 
 
 
Experiment Start 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Zeit  (Minuten) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Konzentration  HCl (Mol pro Liter) 1 0,8 0,6 0,42 0,28 0,18 0,11 0,07 0,04 0,02 0
Gasvolumen  H2 (Milliliter) 0 10 20 30 40 47 50 52 53 54 55
  
 
Das Ablaufen dieser chemischen Reaktion hängt von der Reaktionsgeschwindigkeit v ab. Darunter versteht man die Änderung der Konzentration an Ausgangs-Stoffen (oder an Produkten) pro Zeitspanne, in der diese Änderung eintritt:

v  =  Δc ÷ Δt

Beim ersten Experiment nahm die Konzentration der Salzsäure in einer Minute um 0,2 Mol pro Liter ab. Somit ergibt sich für den Ausgangs-Stoff (HCl) diese Reaktionsgeschwindigkeit: 
  
v  =  0,2 mol/l ÷ 60 s  =  0,0333 mol/l s 
 
Misst man weitere Zeitintervalle, stellt man fest, dass die Reaktionsgeschwindigkeit allmählich abnimmt. Dies hängt mit der Abnahme der Konzentration der Salzsäure zusammen, am Ende der Reaktion bildet sich auch immer weniger Wasserstoff pro Zeiteinheit. Als Beispiel wird die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem Zeit-Intervall nach vier bis fünf Minuten bestimmt: 
 
v  =  0,1 mol/l ÷ 60 s  =  0,0166 mol/l s 
 
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist nun nur noch halb so groß. Dies wird auch auf der folgenden Grafik verdeutlicht. Die Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit kann an der abnehmenden Steilheit der absteigenden Kurve abgelesen werden: 
   

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Führt man das obige Experiment mit konzentrierter Salzsäure durch, dann entsteht mehr Wasserstoff in einer kürzeren Zeit-Einheit, die Konzentration der Salzsäure nimmt schneller ab, die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht sich. Dieser Effekt wird auch mit einer Temperatur-Erhöhung erreicht. Dabei gilt die Faustregel: Bei einer Erhöhung der Temperatur um 10 Kelvin (10° Celsius) steigt die Reaktionsgeschwindigkeit mindestens um das Doppelte. Verwendet man statt Zinkstücke pulverförmiges Zink, ist ebenfalls eine erhöhte Gasentwicklung sichtbar. Dies lässt sich in einem Versuch jedoch nur mit frisch reduziertem Zink zeigen. Je größer die Oberfläche und je größer der Zerteilungsgrad der Reaktionspartner ist, umso größer ist auch die Reaktionsgeschwindigkeit. Bestimmte Faktoren begünstigen also die Reaktionsgeschwindigkeit: 
  • Erhöhung der Konzentration der reagierenden Stoffe
  • Temperaturerhöhung
  • Feinere Zerteilung und Erhöhung der wirksamen Oberfläche
 
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