Reaktionsgeschwindigkeit (Chemie)

Die Reaktionsgeschwindigkeit gibt an, wieviele Teilchen pro Zeit in einer chemischen Reaktion umgesetzt werden. Diese Geschwindigkeit hängt dabei von vielen Faktoren ab. Je nach zugrunde liegendem Modell gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die Reaktionsgeschwindigkeit zu betrachten.

Ein wichtiger Faktor, der zu berücksichtigen ist, ist die Konzentration der vorliegenden Stoffe. Je mehr Teilchen in einem Volumen vorliegen, desto mehr Kollisionen werden pro Zeiteinheit vorkommen. Da eine Reaktion nur stattfinden kann, wenn zwei Teilchen miteinander kollidieren steigt die Reaktionsgeschwindigkeit also mit der Konzentration der Edukte.

Wenn eine Reaktion folgenden Typs vorliegt

$A\rightarrow B+C$

so gilt für die Hinreaktion das Geschwindigkeitsgesetz

$v_{R}=-{\frac {\delta c_{A}}{\delta t}}$

wobei $v_{R}$ die Reaktionstionsgeschwindigkeit, $\delta c_{A}$ die Abnahme der Konzentration des Stoffes A und $\delta t$ die verstrichene Zeit ist. Diese Reaktionsgeschwindigkeit ist die Durchschnittsgeschwindigkeit der Reaktion, da die einzelnen Moleküle hiervon abweichende Geschwindigkeiten haben können.

Da die Abnahme der Edukte der Zunahme der Produkte entsprechen muss gilt außerdem

$v_{R}=-{\frac {\delta c_{A}}{\delta t}}={\frac {\delta c_{B}}{\delta t}}+{\frac {\delta c_{C}}{\delta t}}$

In der Thermodynamik bzw. deren Teilbereicht Kinetik gibt es Verfeinerungen für dieses einfache Modell. Diese berücksichtigen beispielsweise

• die Aktivität, also die effektive Konzentration
• der Menge der Edukte im Verhältnis zu der Menge der Produkte und gegebenenfalls des Lösungsmittels
• der Temperatur
• der Stoßenergie
• der Anwesenheit von Katalysatoren
• bei Reaktionen mit auftretenden Gasen vom Partialdruck
• bei großen Reaktionspartnern (Enzym, Katalysatoroberfläche) von der Ausrichtung der Reaktionspartner beim Zusammenstoß