Chemische Kinetik 



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3. Kinetik isothermer Reaktionen im 

 homogenen System. Die Gesetze dieser 

 Vorgange stellen den EinfluB der Konzen- 

 trationen der reagierenden Stoffe auf die 

 chemische Reaktionsgeschwindigkeit dar und 

 drangen den EinfluB der chemischen Natur 

 der Stoffe und den ihrer Temperatur in eine 

 ,,Konstante" zusammen. Will man den Ein- 

 fluB der Konzentration bei konstanter Tem- 

 peratur untersuchen, so hat man in einem 

 gegebenen Fall nur die Konzentrationen der 

 reagierenden Stoffe zu gemessenen Zeit- 

 punkten festzustellen. Dann kann man sie 

 gegen die Zeit in ein Koordinatensystem ein- 

 tragen und so eine Anschauung gewinnen. Die 

 Konzentration eines reagierenden Stoffs kann 

 man nicht immer bestimmen, ohne durch die 

 Bestimmung selbst den Verlauf der Reaktion 

 zu verandern, was aber zu vermeiden ist. Es 

 ist dies auch fast allgemein moglich, indem 

 man optische Methoden zur Konzentrations- 

 bestimmung beniitzt, also die Refraktion, Ab- 

 sorption oder Drehung des Lichts. Verlauft 

 die unbeeinfluBte Reaktion unter gleichzei- 

 tiger Druckanderung, so laBt sich diese 

 oftmals messend verfolgen. Daraus kann 

 man dann die Konzentrationsanderungen 

 berechnen, ein Weg, der vor allem bei Gas- 

 reaktionen von Bode n stein beniitzt worden 

 ist und wofiir dieser Forscher Methoden 

 ausgearbeitet hat. Oder man kann aus Aende- 

 rungen des Voluins oder der Dichte Schliisse 

 auf den Fortschritt einer Reaktion ziehen. 

 Chemische Methoden sind nur dann zu 

 brauchen, wenn bei Probenahme und Analyse 

 kerne Veranderung der Konzentration her- 

 vorgebracht wird. Das ist nur so lange 

 der Fall, als der zu messende chemische 

 Vorgang sich ausreichend langsam abspielt. 

 Dann kann man entweder sehr rasch die Ana- 

 lyse durchfiihren, so daB wahrenddessen 

 keine merkliche Konzentrationsanderung mehr 

 eintritt, oder man kann durch irgend ein 

 Mittel die Reaktion in so kurzer Zeit prak- 

 tisch zum Stillstand bringen -- ^limei!" , 

 daB bis dahin keine merkliche Konzentra- 

 tionsiinderung stattfindet. Solche Mittel 

 sind manchmal geeignete Zusatze, 6'fter aber 

 sehr rasche und starke Abkiihlung des Re- 

 aktionsgutes. Die Methoden der Messung 

 der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit 

 sind von Fall zu Fall meist sehr verschieden 

 und fast immer erst neu zu priifen auf ihre 

 Zuverlassigkeit bei der unternommenen Un- 



ter suchung. 



Versteht man unter dem Symbol: 



n 1 A 1 +n 2 A 2 + . . 



1) 



allgemein die chemische Gleichung fur eine 



umkehrbaren Reaktion, wenn durch einen 

 geeigneten UeberschuB der Stoffe auf der 

 linken Seite bewirkt werden kann, daB die 

 Reaktion merklich im Sinne nach rechts 

 verlauft, und andererseits durch einen Ueber- 

 schuB an Stoffen der rechten Seite bewirkt 

 werden kann, daB die Reaktion umgekehrt 

 von rechts nach links merklich verlauft. 

 Ist aber ein merklicher Verlauf nur nach 

 einer Seite zu bemerken, so spricht man von 

 einer nichtumkehrbaren Reaktion,. Um- 

 kehrbare Reaktionen kennzeichnet man durch 

 Zwischensetzen des Zeichens 5 statt des 

 Gleichheitszeichens und nichtumkehrbare 

 durch einen Pfeil, der im Sinne der beobach- 

 teten Reaktionsrichtung steht. Prinzipiell 

 gibt es keine in Strenge nichtumkehrbaren 

 Reaktionen (siehe den Artikel ,,Chemisches 

 Gleichgewicht"). 



Die Aenderung der Konzentrationen 

 wird bei jedem Vorgang schlieBlich immer 

 kleiner und sinkt am Ende unter nachweis- 

 bare Betrage. LaBt sich an den nunmehr 

 vorhandenen Konzentrationen auch nach 

 nodi so langer Zeit gar keine Veranderung 

 '. melir nachweisen, so kann man vermuten, 

 daB im System Gleichgewicht zwischen den 

 chemischen Kraften eingetreten ist. Doch 

 ist das erst dann sicher, wenn man den 

 gleichen Endzustand in dem System auch 

 von der anderen Seite der chemischen Glei- 

 chung aus erreicht hat, oder sich anderer 

 thermodynamischer Kriterien zum Nachweis 

 des Gleichgewichts bedienen konnte. Das 

 erstere ist nur bei umkehrbaren Reaktionen 

 i moglich. Im echten Gleichgewichtszustand 

 herrscht in einem chemischen System nach 

 , unseren Vorstellungen nicht Ruhe, sondern 

 das Gleichgewicht ist dynamischer Natur. 

 ; Man denkt sich dies so,' daB fortwahrend die 

 Stoffe der linken Reaktionsseite sich um- 

 wandeln in die der rechten Seite und daB 

 gleichzeitig das Umgekehrte stattfindet. 

 Dieses Zusammenwirken von Reaktion und 

 Gegenreaktion soil bei alien Reaktionen, 

 umkehrbaren wie nicht umkehrbaren, vor- 

 handen sein. Beim Gleichgewicht soil je- 

 ! weils soviel, als die Reaktion in einem Zeit- 

 teilchen im einen Sinn umgewandelt hat, 

 , im selben Zeitteilchen von der Gegenreak- 

 | tion zuriickverwandelt werden. Im Gleich- 

 i gewicht hat man also einen stationaren Zu- 

 ; stand zu erblicken, der durch die beiden 

 reziproken Reaktionen, die man auch die 

 partiellen nennt, herbeigefiihrt und erhalten 

 wird. 



In der chemischen Kinetik legt man der 

 obigen Gleichung einen spezielleren Sinn 

 bei als sonst. Man will mit ihr ausdrucken, 



Reaktion, bei der die n x . ., n/ . . . die Mole- daB der angeschriebene Vorgang allein statt- 

 kularkoeffizienten der reagierenden Stoffe findet, ohne daB etwa Zwischenreaktionen 

 A! . ., A/ . . bedeuten, so spricht man von einer vorhanden sind. Die Gleichung stellt also, 



