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Folgereaktion en auch Konsekutivreaktionen genannt sind Reaktionen in denen Edukte über eine oder mehrere Zwischenstufen

Folgereaktion

Folgereaktionen, auch Konsekutivreaktionen genannt, sind Reaktionen, in denen Edukte über eine oder mehrere Zwischenstufen in Produkte umgewandelt werden. Die Gesamtreaktion ist daher ein Ergebnis mehrerer aufeinanderfolgender Schritte, dabei hat jede Stufe ihre eigene Geschwindigkeitskonstante. Die wohl einfachste Folgereaktion lautet:

Die Konzentrationen der in einer Folgereaktion beteiligen Spezies als Funktion der Zeit

In dieser Reaktion nimmt die Konzentration des Edukts A mit der Zeit ab, während diejenige des Intermediats B zunimmt, ein Maximum durchläuft und schließlich wieder absinkt. Wie groß die maximale Konzentration des Intermediats zu welchem Zeitpunkt sein wird, hängt von den beiden Geschwindigkeitskonstanten und ab. Die Bildung des Produkts C beginnt nach Bildung einer bestimmten Menge an Zwischenprodukt (Induktionsperiode).

Wieweit die einzelnen Reaktionen tatsächlich voneinander unterscheidbar sind, hängt von der Zeit ab, in der sie ablaufen. Wenn diese Reaktionen in beide Richtungen verlaufen können, kommt es zu einem Fließgleichgewicht, das besonders in der Natur häufig zu beobachten ist, wo viele komplexe Reaktionsmechanismen zusammenspielen.

Wenn in einer Reaktion oder Folgereaktion die Ausgangsprodukte entstehen, kann es zu einer ständigen Wiederholung der Reaktionen kommen, die als Kettenreaktion bezeichnet wird.

Geschwindigkeitsgesetze Bearbeiten

Es gelten folgende Gleichungen für die Zerfallsgeschwindigkeiten von und sowie für die Bildungsgeschwindigkeit von :

mit den Geschwindigkeitskonstanten der Reaktion sowie der Reaktion und der Bedingung:

Die integrierten Geschwindigkeitsgesetze lauten:

  1. Grenzfall :
    Der schnelle erste Reaktionsschritt verschwindet in der Kinetik.
  2. Grenzfall :
    Auch hier verschwindet der schnelle Zwischenschritt aus der Kinetik.

Für beide Grenzfälle gilt immer: Der langsamste Schritt bestimmt in hintereinandergeschalteten Reaktionen den kinetischen Ablauf der Gesamtreaktion.

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Santosh K. Upadhyay: Chemical Kinetics and Reaction Dynamics. 1. Auflage. Springer Netherlands, 2006, S. 63–65, doi:10.1007/978-1-4020-4547-9.
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Folgereaktionen auch Konsekutivreaktionen genannt sind Reaktionen in denen Edukte uber eine oder mehrere Zwischenstufen in Produkte umgewandelt werden Die Gesamtreaktion ist daher ein Ergebnis mehrerer aufeinanderfolgender Schritte dabei hat jede Stufe ihre eigene Geschwindigkeitskonstante Die wohl einfachste Folgereaktion lautet 1 Die Konzentrationen der in einer Folgereaktion beteiligen Spezies als Funktion der Zeit A k 1 B k 2 C displaystyle mathrm A xrightarrow k 1 B xrightarrow k 2 C In dieser Reaktion nimmt die Konzentration des Edukts A mit der Zeit ab wahrend diejenige des Intermediats B zunimmt ein Maximum durchlauft und schliesslich wieder absinkt Wie gross die maximale Konzentration des Intermediats zu welchem Zeitpunkt sein wird hangt von den beiden Geschwindigkeitskonstanten k 1 displaystyle k 1 und k 2 displaystyle k 2 ab Die Bildung des Produkts C beginnt nach Bildung einer bestimmten Menge an Zwischenprodukt Induktionsperiode 1 Wieweit die einzelnen Reaktionen tatsachlich voneinander unterscheidbar sind hangt von der Zeit ab in der sie ablaufen Wenn diese Reaktionen in beide Richtungen verlaufen konnen kommt es zu einem Fliessgleichgewicht das besonders in der Natur haufig zu beobachten ist wo viele komplexe Reaktionsmechanismen zusammenspielen Wenn in einer Reaktion oder Folgereaktion die Ausgangsprodukte entstehen kann es zu einer standigen Wiederholung der Reaktionen kommen die als Kettenreaktion bezeichnet wird Inhaltsverzeichnis 1 Geschwindigkeitsgesetze 2 Siehe auch 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseGeschwindigkeitsgesetze BearbeitenEs gelten folgende Gleichungen fur die Zerfallsgeschwindigkeiten von A displaystyle A nbsp und B displaystyle B nbsp sowie fur die Bildungsgeschwindigkeit von C displaystyle C nbsp v a d A d t k 1 A displaystyle v a frac d mathrm A dt k 1 cdot mathrm A nbsp v b d B d t k 1 A k 2 B displaystyle v b frac d mathrm B dt k 1 cdot mathrm A k 2 cdot mathrm B nbsp v c d C d t k 2 B displaystyle v c frac d mathrm C dt k 2 cdot mathrm B nbsp mit den Geschwindigkeitskonstanten k 1 displaystyle k 1 nbsp der Reaktion A B displaystyle A rightarrow B nbsp sowie k 2 displaystyle k 2 nbsp der Reaktion B C displaystyle B rightarrow C nbsp und der Bedingung d A d B d C 0 displaystyle d mathrm A d mathrm B d mathrm C 0 nbsp Die integrierten Geschwindigkeitsgesetze lauten A t A 0 e k 1 t displaystyle mathrm A t mathrm A 0 cdot e k 1 cdot t nbsp B t A 0 k 1 k 2 k 1 e k 1 t e k 2 t displaystyle mathrm B t mathrm A 0 cdot frac k 1 k 2 k 1 cdot e k 1 cdot t e k 2 cdot t nbsp C t A 0 1 k 2 e k 1 t k 1 e k 2 t k 2 k 1 displaystyle mathrm C t mathrm A 0 cdot left 1 frac k 2 cdot e k 1 cdot t k 1 cdot e k 2 cdot t k 2 k 1 right nbsp Grenzfall k 1 k 2 displaystyle k 1 gg k 2 nbsp B t A 0 e k 2 t displaystyle mathrm B t approx mathrm A 0 cdot e k 2 cdot t nbsp C t A 0 1 e k 2 t displaystyle mathrm C t approx mathrm A 0 cdot 1 e k 2 cdot t nbsp dd Der schnelle erste Reaktionsschritt verschwindet in der Kinetik Grenzfall k 1 k 2 displaystyle k 1 ll k 2 nbsp B t A 0 k 1 k 2 e k 1 t displaystyle mathrm B t approx mathrm A 0 cdot frac k 1 k 2 cdot e k 1 cdot t nbsp C t A 0 1 e k 1 t displaystyle mathrm C t approx mathrm A 0 cdot 1 e k 1 cdot t nbsp dd Auch hier verschwindet der schnelle Zwischenschritt aus der Kinetik Fur beide Grenzfalle gilt immer Der langsamste Schritt bestimmt in hintereinandergeschalteten Reaktionen den kinetischen Ablauf der Gesamtreaktion Siehe auch BearbeitenKinetik Chemie Weblinks BearbeitenFolgereaktionen in der ChemgaPedia Folgereaktionen auf der Website der TU Braunschweig Folgereaktionen auf der Website der Uni ErlangenEinzelnachweise Bearbeiten a b Santosh K Upadhyay Chemical Kinetics and Reaction Dynamics 1 Auflage Springer Netherlands 2006 S 63 65 doi 10 1007 978 1 4020 4547 9 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Folgereaktion amp oldid 234498822