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Trautz, Max Theodor: Ueber die Geschwindigkeit von Gasreaktionen
DOI Seite / Zitierlink: https://doi.org/10.11588/diglit.45029#0054
Ueber die Geschwindigkeit von Gasreaktionen.
41
Gase verhalten, trat die Hydrattheorie in den Hintergrund,
bis man in neuerer Zeit einem berechtigten Kern in ihr
wieder Beachtung schenkte. Gelöste Stoffe verhalten sich
nämlich allerdings wie Gase, aber nicht in jeder Hinsicht, viel-
mehr sind sie mindestens, wenn sie Ionen sind, des öfteren
beladen mit — meist vielen — Molekülen des Lösungsmittels..
Diese bis jetzt wenig erforschte Klumpenbildung wird auch
die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen, und deshalb
liegen hier die Verhältnisse verwickelter als bei Gemischen
verdünnter Gase. Das ist der Grund, weshalb hier zunächst
die Formeln für Gasreaktionen behandelt werden.
Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion zwischen
den Stoffen A2 ..Ar‘, A2‘ .. ., die nach dem Schema:
/q Ay —ig A~2 —... = Ay —|— n2 A2 —...
sich abspielt in einem Gemisch von Gasen oder in einer
verdünnten Lösung der genannten Stoffe, gehorcht dem
Guldberg-Waageschen Massenwirkungsgesetz:
Reaktionsgeschwindigkeit
= k, ( (H,)”2.. . — Z’a (H, )«>'• (A >2' . ..
Darin bedeuten die in Klammern gesetzten Größen die
Konzentrationen der oben mit den betreffenden Buchstaben
bezeichneten Stoffe, also jeweils den Quotienten der Masse
des betreffenden Stoffes dividiert durch das Volum, worin
sie sich befindet, z. B. Mol pro Kubikzentimeter. Die
Reaktionsgeschwindigkeit selbst ist also von Zeitpunkt zu
Zeitpunkt immer verschieden und ist definiert als der
Differentialquotient der Masse entstehenden oder ver-
schwindenden Stoffes nach der Zeit. Oder man definiert
die Geschwindigkeit als die pro Zeiteinheit in der Raum-
einheit umgesetzte Menge, etwa gemessen in Mol pro-
Kubikzentimeter und Sekunde. Die Größen /?, und k2 sind
Zahlen, die von der Größe der Konzentrationen, also auch
von der Zeit nicht abhängen und für eine gegebene
Reaktion und Temperatur bestimmten Betrag haben. Es
sind kx die Konstante der Reaktion und k2 die der Gegen-
reaktion. Sie lassen sich experimentell meist nur bis auf
etwa 10 bis 15 Prozent Genauigkeit bestimmen. Da sie
von Reaktion zu Reaktion und von Temperatur zu Tempe-
ratur sehr verschiedene Werte annehmen können, Werte,,
die um mehr als 20 bis 30 Zehnerpotenzen auseinander-
liegen, so bedeutet es schon eine sehr beträchtliche Ein-
schränkung der Möglichkeiten, wenn man im stände ist,,
sie nur bis auf 3 Zehnerpotenzen vorauszuberechnen. Und
meist genügt diese Genauigkeit auch für die Technik, da
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Gase verhalten, trat die Hydrattheorie in den Hintergrund,
bis man in neuerer Zeit einem berechtigten Kern in ihr
wieder Beachtung schenkte. Gelöste Stoffe verhalten sich
nämlich allerdings wie Gase, aber nicht in jeder Hinsicht, viel-
mehr sind sie mindestens, wenn sie Ionen sind, des öfteren
beladen mit — meist vielen — Molekülen des Lösungsmittels..
Diese bis jetzt wenig erforschte Klumpenbildung wird auch
die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen, und deshalb
liegen hier die Verhältnisse verwickelter als bei Gemischen
verdünnter Gase. Das ist der Grund, weshalb hier zunächst
die Formeln für Gasreaktionen behandelt werden.
Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion zwischen
den Stoffen A2 ..Ar‘, A2‘ .. ., die nach dem Schema:
/q Ay —ig A~2 —... = Ay —|— n2 A2 —...
sich abspielt in einem Gemisch von Gasen oder in einer
verdünnten Lösung der genannten Stoffe, gehorcht dem
Guldberg-Waageschen Massenwirkungsgesetz:
Reaktionsgeschwindigkeit
= k, ( (H,)”2.. . — Z’a (H, )«>'• (A >2' . ..
Darin bedeuten die in Klammern gesetzten Größen die
Konzentrationen der oben mit den betreffenden Buchstaben
bezeichneten Stoffe, also jeweils den Quotienten der Masse
des betreffenden Stoffes dividiert durch das Volum, worin
sie sich befindet, z. B. Mol pro Kubikzentimeter. Die
Reaktionsgeschwindigkeit selbst ist also von Zeitpunkt zu
Zeitpunkt immer verschieden und ist definiert als der
Differentialquotient der Masse entstehenden oder ver-
schwindenden Stoffes nach der Zeit. Oder man definiert
die Geschwindigkeit als die pro Zeiteinheit in der Raum-
einheit umgesetzte Menge, etwa gemessen in Mol pro-
Kubikzentimeter und Sekunde. Die Größen /?, und k2 sind
Zahlen, die von der Größe der Konzentrationen, also auch
von der Zeit nicht abhängen und für eine gegebene
Reaktion und Temperatur bestimmten Betrag haben. Es
sind kx die Konstante der Reaktion und k2 die der Gegen-
reaktion. Sie lassen sich experimentell meist nur bis auf
etwa 10 bis 15 Prozent Genauigkeit bestimmen. Da sie
von Reaktion zu Reaktion und von Temperatur zu Tempe-
ratur sehr verschiedene Werte annehmen können, Werte,,
die um mehr als 20 bis 30 Zehnerpotenzen auseinander-
liegen, so bedeutet es schon eine sehr beträchtliche Ein-
schränkung der Möglichkeiten, wenn man im stände ist,,
sie nur bis auf 3 Zehnerpotenzen vorauszuberechnen. Und
meist genügt diese Genauigkeit auch für die Technik, da