Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Hier wird es anschaulicher Das Wichtigste L3 144 Die Anzahl der Mole, die pro Liter und Sekunde reagieren, steigt mit zunehmender Temperatur an. Der Zusammenhang lässt sich mathematisch genau formulieren: Die Reaktionsgeschwin- digkeit ist proportional e – E A / T . Aus dieser Beziehung kann die Aktivierungsenergie ermittelt werden. Man misst dazu die Reaktionsgeschwindigkeit bei verschiedenen Temperaturen. Diese Methode wurde von dem schwedischen Chemiker Svante Arrhenius (1859–1927) entwickelt, der 1903 mit dem Nobelpreis geehrt wurde. Die physikalische Begründung für diesen mathematischen Zusammenhang liegt in der Geschwindigkeitsverteilung der Moleküle, die erstmals von James Clerk Maxwell (1831–1879) berechnet wurde: Die Formel e – E A / T gibt den Anteil der Moleküle an, die genügend Energie besitzen, um das Zwischenprodukt zu bilden. Gehemmte Reaktionen können auf zweifache Weise in Gang gesetzt werden: 1. Kurzfristig wird Energie, die man als Aktivierungsenergie E A bezeichnet, zugeführt. Die investierte Aktivierungsenergie ermöglicht, dass aus den Edukten teilweise energiereiche, kurzlebige Stoffteilchen eines Zwischenproduktes entstehen. Im Zuge ihrer weiteren Reaktion wird die Aktivierungsenergie wieder frei und zusätzlich die Reaktionsenergie D H. Da D H zT als E A wieder verwendet wird, können solche Reaktionen explosionsartig verlaufen. 2. Ein Katalysator wird zugegeben. Aus den Stoffteilchen des Katalysators und eines Eduktes bilden sich energiearme Stoffteilchen eines Zwischenproduktes, deren Aktivierungsenergie vernachlässigbar ist. Infolge eines Kreislaufprozesses stehen die Stoffteilchen des Katalysators immer wieder zur Verfügung. Reagieren Stoffe unmittelbar beim Zusammenfügen, so bilden sich von vornherein Zwischenprodukte mit vernachlässigbarer Aktivierungsenergie. Zwischenprodukte ohne Katalysator Zwischenbecken mit Abfluss am Berg Reaktionsweg Reaktionsweg Meer abflussloser See Pumpe Meer abflussloser See neuer Stollen Produkte Edukte E A E A ∆ H ∆ H Produkte Edukte Zwischenprodukte mit Katalysator Energie Energie kinetische Energie von Gasmolekülen Häufigkeit T 1 T 2 T 1 <T 2 <T 3 T 3 Nur zu Prüfzwecken e g e g – Eigentum des e g e g Verlags öbv