Falls bei der bimolekularen Reaktion
A + B → C + D |
eine Konzentration deutlich höher als die andere ist, sagen wir
beispielsweise [B] >> [A], dann nimmt B im Laufe
der Reaktion nicht (korrekt: nur unwesentlich) ab, d.h. [B] ist nahezu
konstant (Wenn man anfangs 100 mal soviel B wie A hat, dann sind bei vollständigem
Verbrauch von A am Ende der Reaktion immer noch 99% von B vorhanden, d.h.
der Substanzverlust von 1% ist sicherlich vernachlässigbar). Wir können
abkürzend schreiben:
k1 = k2 [B] |
d[A]/dt = −k1[A] |
Diese Gleichung hängt nur noch linear von [A] ab, d.h. es handelt sich nun formell um eine Reaktion 1. Ordnung. Man spricht von pseudo 1. Ordnung, da die 1. Ordnung nur durch den Überschuss einer Spezies erziehlt wurde, die Reaktion aber nach wie vor bimolekular, d.h. von 2. Ordnung ist. Die Lösung:
d[A]/dt = −k1 dt
[A] = [A]o e−k1t |
mit [A]o als Anfangskonzentration zum Zeitpunkt t = 0. Wenn
man k1 bestimmt hat, dann erhält man die Geschwindigkeitskonstante
für die bimolekulare Reaktion durch
k2 = k1/[B] |
Eine solche Reaktionsdurchführung, bei der die Konzentration eines Edukts stark überwiegt, hat große Bedeutung, denn nun kommen die Vorteile einer Reaktion 1. Ordnung zum Tragen: Die Halbwertszeit t½ oder die Zeit τ sind unabhängig von [A]o (solange [B]o >> [A]o ist) und daher ist k1 sehr leicht zu messen.
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