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Temperatur

Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren

Die Temperatur ist ein weiterer zu berücksichtigender Faktor. Sie ist ein Maß für die thermische Bewegung von Atomen und Molekülen und beschreibt den Wärmezustand. Jedes Atom in jedem Molekül kann sich in verschiedene Richtungen, je nach Konformation (Freiheitsgrad: Translation, Rotation, Vibration), bewegen. Die Temperatur ist die Gesamtheit aller zwischen den Molekülen herrschenden Energie, die für deren Bewegung sorgt und als Wärme wahrnehmbar wird. Mit zunehmender Temperatur wird den Molekülen umso mehr Energie zugeführt und die Wahrscheinlichkeit steigt, dass zwei Moleküle aufeinander treffen und miteinander reagieren, man spricht hier von der Kollisionstheorie. Somit steigt mit zunehmender Temperatur, da die Moleküle schneller aufeinander treffen und umgesetzt werden, was sowohl bei exothermen als auch bei endothermen Reaktionen gilt. Je höher die Temperatur, desto höher die Schwingung und Bewegung der Teilchen.

 

RGT-Regel oder Van’t-Hoff-Gesetz:

( = Reaktions-Geschwindigkeit-Temperatur-Regel)

Bei einer Temperaturerhöhung um  $\boldsymbol{\mathbf{\mathbf{10 K \widehat{=}10°C}}}$ beschleunigt sich eine chemische Reaktion um das Doppelte bis Vierfache

$ \boldsymbol{\mathbf{\mathbf{\Rightarrow}}}$ die Reaktionsgeschwindigkeit steigt um das 2- bis 4-Fache.

Der quantitative Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeitskonstante $k$ und der Temperatur wurde von Svante Arrhenius aus Versuchen abgeleitet:

Arrhenius - Gleichung:

$ \boldsymbol{\mathbf{\mathbf{k = A \cdot e^{\dfrac{E_a}{R \cdot T}}}}}$

 

  •  $k = Geschwindigkeitskonstante$
  • $E_a = Aktivierungsenergie$
  • $A = Stoffkonstante, Z (Stoßzahl) \cdot P (Orientierungsfaktor)$
  • $R = 8,314 \dfrac{J}{mol \cdot K} (Gaskonstante)$
  • $T = Temperatur$

Je größer $k$ ist, desto schneller läuft eine Reaktion ab, und je höher die Temperatur ist, desto größer ist die Reaktionsgeschwindigkeit.

$k$ und die Reaktionsgeschwindigkeit hängen somit stark von der Aktivierungsenergie und der Temperatur ab.

 

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Vorstellung des Online-Kurses Physikalische ChemiePhysikalische Chemie
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Physikalische Chemie

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  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
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          • Einleitung zu Enzymhemmung
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        • Denaturierung
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