Reaktionsordnung

[sellor]

Hallo,
ich habe da ein Problem mit der Identifizierung der Reaktionsordnung bei Reaktionsgleichungen des Typs A --> P.
Ich weiß, dass man die Reaktionsordnung nach Auftrageng von ln[A] gegen die Zeit an dem Graph erkennen kann und das die Summe der Exponenten im Geschwindigkeitsgesetz die Reaktionsordnung ergeben. Die erste Methode führt immer zu einem richtigen Ergebnis, kann aber leider nur angewendet werden, wenn man Daten hat. Die zweite Methode führt bei mir nur bei ganz eindeutigen Reaktionen zum richtigen Ergebnis.
Bsp:

N2O5 --> N2O4 + 1/2 O2

ist eine Reaktion 1. Ordnung


NO2 --> NO + 1/2 O2

ist eine Reaktion 2. Ordnung, das ergab die Auftragung der Daten, die ich zu dieser Reaktion bekam.

Beide Reaktionen kann ich mit 2 erweitern und komme so mit der Exponentenmethode zu einer Reaktion zweiter Ordnung.

Ich habe noch Hinweise gefunden, dass es eine "Regel" gibt, dass Moleküle mit mehr als drei Atomen solch eines Reaktionstyps einer Reaktionsordnung von 1 entsprechen. Moleküle mit einer geringeren Atomzahl der Reaktionsordnung 2 angehören, weiß aber nicht, ob das eine seriöse Quelle ist.
Also, wie kann ich ohne Auftragung von Daten die Reaktionsordnung der oben gezeigten Gleichungen erkennen?

Ich würde mich sehr freuen, wenn jemand etwas dazu sagen könnte, einen Link oder einen Buchtipp für mich hätte!

Vielen Dank im voraus schon einmal!

[alpha]

Ich bin nicht sicher, ob ich die zweite Methode richtig verstehe.
Wenn ja, dann ist sie immer korrekt, da du schreibst, dass man die Exponenten im Geschwindigkeitsgesetz zusammenzaehlt - und hat man das Geschwindigkeitsgesetz bereits, so hat man ja auch die Reaktionsordnung. (Vorausgesetzt natuerlich, dass das Geschwindigkeitsgesetz sich auf eine Elementarreaktion bezieht).

Aber dann bringst du die Beispiele und da sind Reaktionsgleichungen gegeben, nicht Geschwindigkeitsgesetze.

Aus Reaktionsgleichungen kann man NICHT die Reaktionsordnung ableiten. - Dazu gibt es keine Methode.


Gruesse
alpha

[sellor]

Hey alpha,

vielen Dank für deine Antwort!

Du hast Recht, es gibt keine Methode, die einen die Reaktionsordnung aus den Reaktionsgleichungen ableiten lässt. Und natürlich bekommt man, wenn man die Geschwindigkeitsgesetze für beide Reaktionen und Ordnungen aufstellt immer das richtige Ergebnis. Ich hatte da einen Denkfehler. Tschuldige bitte meine Dusseligkeit.

Ich habe eine weitere Möglichkeit gefunden (ohne Auftragung), mit der ich anhand der Konzentrationen die Reaktionsordnung ermitteln kann.

Was ist aber mit der Anzahl der Atome pro Molekül, kann man daher etwas über die Reaktionsordnung ableiten?

Ich habe ein Script gefunden, in dem das erwähnt wird:

http://www-dick.chemie.uni-regensburg.d ... pt_PC1.pdf

Seite 6.

Hiernach laufen Reaktionen des Typs A --> P mit mehr als drei Atomen häufig nach der Reaktionsordnung 1 ab. Moleküle mit weniger als drei Atomen zeigen hiernach scheinbar eine Ablauf nach Reaktionsordnung 2 (Bsp: NO2 --> NO + 1/2 O2 ).

Kannst du dir, oder besser gesagt mir, erklären, wie es zu dieser Aussage kommt?

Gruß,
sellor

[alpha]

Das ist ein "Spezialfall", da ausdruecklich vom Zerfall gesprochen wird. Andere Reaktionen gehorchen dieser "Regel" wohl nicht.

Wie ich es mir erklaere? - Nun, wenn in der Gasphase ein 2-3 atomiges Molekuel alleine zerfaellt, dann wuerde sich ein freies Atom bilden - und dies ist meistens nicht so unglaublich guenstig, weshalb es tendenziell nicht ablaeuft - aber die schein mir eine relativ vage Erklaerung zu sein...

Gruesse
alpha

[Gast]

Ok, aber da steht man ja wieder vor dem Problem, da ja beide Reaktionen einen Zerfall darstellen und so beide ein einzelnes Atom abspalten und beides sind Gasphasenreaktionen.

Vieleicht gibt es ja auch keine so einfache Erklärung dafür. Ich forsch weiter und schreib, wenn ich was finde. Sollte dir noch was dazu einfallen, freue ich mich sehr über Nachrichten.

Gruß,
sellor

[alpha]

Sehe nicht, bei welchen deiner Reaktionen ein einzelnes Atom abgespalten wird.

Gruesse
alpha

[sellor]

Naja, da du dies erwähntest ging ich davon aus, dass du das 1/2 O2 der Reaktion N2O5 --> N2O4 + 1/2 O2 meintest.

Ich finde deinen Ansatz für die Begründung aber sehr interessant um herauszufinden warum die eine Reaktion nach Reaktionsordnung 1 und die andere nach der Ordnung 2 abläuft. Denn da will man ja hin.

Leider verstehe ich deine Anmerkung:
"und dies ist meistens nicht so unglaublich guenstig, weshalb es tendenziell nicht ablaeuft "
nicht so richtig.

Schon klar ist ja, dass das halbe O2 sofort weiter reagiert, das wird es aber auch bei beiden Reaktionen machen.

Mir ist noch aufgefallen, dass beim NO2 Zerfall nur Radikale beteiligt sind. Kann man dadurch vieleicht einen Lösungsansatz ableiten?
Laufen bestimmte Reaktionsordnungen vieleicht begünstigt bei besonders schnellen Reaktionen ab oder bei besonders reaktiven Teilchen?

Gruß,
sellor

[alpha]

ja, sorry, hatte die N2O5-Reaktion uebersehen und muss gestehen, dass es mich ueberrascht, dies als Elementarreaktion zu sehen.
Meine Aussage von wegen "tendenziell eher nicht" wuerde ich noch immer aufrecht erhalten - aber ja, es gibt Reaktionen, bei denen du lustige Dinge wie Singlet-Sauerstoffatome (denn um ein solches scheint es sich zu handeln, denke ich mal) produzierst. Aber daraus hast du auch schon die "Antwort". Solche Reaktionen koennen nur stattfinden, wenn die Ausgansstoffe energetisch sehr hoch liegen, so hoch, dass es "vorteilhaft" sein kann, einzelne Atome abzugeben. Die Chance, dass dies fuer ein zweiatomiges Molekuel der Fall ist, ist gering - weil du sonst grosse Muehe hast, das zweiatomige Molekuel zu produzieren, als "Zwischenprodukt" mit einer Lebensdauer im Femto-Pikosekundenbereich mag es das geben.

Gruesse
alpha