Elementarreaktionen
Im Folgenden wollen wir einige grundlegende Gleichungen der Chemischen Kinetik wiederholen, mit deren Hilfe wir z.B. die stratosphärische Ozonkonzentration oder auch ganz allgemein chemische Elementarprozesse beschreiben können. Die Reaktionsgeschwindigkeit, also die zeitliche Abnahme der Konzentration eines Ausgangsstoffes A, hängt oft vom Produkt einer Anzahl von Konzentrationen ab. Für einen solchen Fall gilt:
−dcA/dt = k cAa · cBb... cNn
Die Reaktionsordnung ist definiert als die Summe der Exponenten
der Konzentrationsausdrücke in diesem Gesetz.
Die empirisch aus experimentellen Daten bestimmte Reaktionsordnung
muss nicht notwendigerweise ganzzahlig sein. Besonders wichtig ist die
Tatsache, dass zwischen der Form der stöchiometrischen Gleichung und
der Reaktionsordnung kein notweniger Zusammenhang besteht. Weder
die stöchiometrische Gleichung noch das Geschwindigkeitsgesetz einer
Reaktion können uns zuverlässige Aussagen über den tatsächlichen
Mechanismus dieser Globalreaktion machen. Die gesamte chemische Reaktion
setzt sich aus mehreren Zwischenstufen zusammen. Jeden Einzelschritt in
einer komplexen zusammengesetzten Reaktion nennt man Elementarreaktion.
Wenn eine solche Elementarreaktion der spontane Zerfall eines Moleküls
ist, dann nennt man sie unimolekular. Ist für das Zustandekommen
der Elementarrekation ein Zusammenstoss zweier Moleküle notwenig,
dann nennen wir die Reaktion bimolekular. Wir sehen also, dass
der Begriff der Reaktionsmolekularität sinnvoll nur auf die
Teilvorgänge (Elementarreaktionen) einer komplexen Reaktion
angewandt werden kann. Die Reaktionsdynamik beschäftigt sich ausschliesslich
mit Elementarreaktionen, so dass wir (aber nur in diesem Fall) von der
Reaktionsgleichung auch auf das Geschwindigkeitsgesetz schliessen können.
Also: nur dann, wenn man die Elementarreaktion kennt, kann man daraus auch das Geschwindigkeitsgesetz ableiten.
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