Chemische Kinetik 



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Man erreicht ihn in den beschriebenen Fallen 

 durch Einspritzen des Katalysators. 



Ein wichtiges Ergebnis dieser Unter- 

 suchungen ist fernerhin, da6 man mit Hilfe 

 der adiabatischen Reaktionskinetik manchmal 

 imstande ist, die Geschwindigkeitskonstanten 

 auch soldier Reaktionen zu bestimmen, 

 die innerhalb weniger Minuten sehon prak- 

 tisch vollstandig verlaufen. 



Im Zusaramenhang mit den meBbaren 

 adiabatischen Vorgangen sind auch die 

 Reaktionen zu besprechen, die wegen ihres 

 stiirmischen Characters nicht mehr meBbar 

 sind und die im extremen Fall als Explo- 

 sionen bezeichnet werden. 



Alle bis jetzt behandelten Reaktionen 

 mit Ausnahme der Bildung von Stickstoff- j 

 dioxyd aus Sauerstoff und Stickoxyd werden 

 durch Temperaturerhohung beschleunigt und j 

 bei den meisten ist diese Beschleunigung sehr I 

 stark. Daher erhohen alle exothermischen 

 Reaktionen von selbst ihre Geschwindigkeit, 

 wenn man die von der Reaktion erzeugte 

 Warme nicht rasch genug ableitet, wogegen 

 die endothermischen von selbst allmahlich 

 langsamer gehen, weil die verbrauchte Warme 

 dem reagierenden Gemisch entzogen und 

 so seine Temperatur erniedrigt wird. Im 

 folgenden sollen nur diejenigen, exother- 

 mischen Vorgange betrachtet werden, die 

 durch Temperatursteigerung beschleunigt 

 werden. 



Ein solcher Vorgang ist etwa die Vereini- 

 gung von Sauerstoff und Wasserstoff zu 

 Wasserdampf, eine Reaktion, die bei gewohn- 

 licher Temperatur ohne Katalysator auBerst 

 langsam geht und sich deshalb da gar nicht 

 messend verfolgen laBt. Erhitzt man ein 

 solches Knallgasgemisch bis zur dunklen Rot- 

 glut, so geht die Reaktion alsbald mit merk- 

 licher Geschwindigkeit, damit steigert sich 

 von selbst die Temperatur infolge der Re- 

 aktion und schlieBlich erfolgt die Explosion. 

 Es ist jedoch nicht erforderlich, daB man das 

 ganze Gemisch so weit erhitzt, bis, wie man 

 sich ausdriickt, die Entziindungstemperatur 

 erreicht ist. Vielmehr geniigt es, an einem 

 Punkt in dem Gemisch eine ausreichend hohe 

 Temperatur zu erzeugen, etwa durch einen 

 elektrischen Funken. Dann wird in diesem i 

 Raumgebiet, wo die Temperatur so hoch 

 gestiegen ist, daB die Reaktion mit merk- 

 licher Geschwindigkeit erfolgt, auch noch 

 eine entsprechende Reaktionswarme frei 

 werden, die abermals zur Temperaturerhohung 

 im System dient. Sie wird z. T. abgeleitet 

 werden, z. T. kann sie auch die Temperatur 

 der Stelle erhohen, wo sie frei wird. Wiegt 

 ersteres vor, so bleibt die Beeinflussung auf 

 die geheizte Stelle beschrankt. Sobald aber 

 eine dauernde Steigerung der Temperatur 



Handworterbuch der Naturwissenschat'ten. Band II 



in der Umgebung der geheizten SteUe auf- 

 tritt und anwachst, dann breitet sich der 

 Reaktionsherd weiter aus. Ist das System 

 eingeschlossen, so wird durch die Temperatur- 

 erhohung auch der Druck gesteigert und da- 

 durch werden die noch nicht erhitzten Gas- 

 teile komprimiert und die Kompressionswarme 

 erwarmt auch sie. Beides, Kompression, 

 die eine KonzentrationsvergroBerung zur 

 Folge haben muB, und Erwarmung steigert 

 zusammen die Reaktipnsgeschwindigkeit auch 

 in dem nicht unmittelbar geheizten Teil 

 des Systems. Dies geht so lange weiter, 

 bis der Druck und damit auch die durch ihn 

 hervorgebrachte Erhitzung die Reaktions- 

 geschwindigkeit so vergroBert haben, daB 

 die Reaktionswarme kerne Zeit mehr hat, 

 im gleichen MaB abzustromen, wie sie er- 

 zeugt wird. Sie dient also dann mehr und 

 mehr zur Steigerung der Temperatur und 

 damit auch der Reaktionsgeschwindigkeit 

 und ist nun imstande, auch ohne weiteres 

 Mitwirken der geheizten Stellen in kiirzester 

 Zeit zur Explosion zu fiihren. In dem Moment, 

 wo die nicht unmittelbar geheizten Schichten 

 so stark komprimiert sind, daB Selbstent- 

 ziindung erfolgt, wird sich die dabei ent- 

 standene sehr starke Kompressionswelle, 

 die Explosion swelle, mit sehr groBer Ge- 

 schwindigkeit durch das System fortpflanzen. 

 Berthelot fand, daB die Geschwindigkeit 

 dieser Welle von Durchmesser und Material 

 der Rohren, worin man die Reaktion erfolgen 

 laBt und vom Druck unabhangig ist und nur 

 vom explodierenden Gasgemisch abhangt. 

 Die Geschwindigkeiten belaufen sich auf 

 mehrere 1000 m pro sec. Die dabei ent- 

 stehenden Explosionsdrucke erreichen 

 Werte von mehr als 100 Atmospharen. Die 

 Geschwindigkeit der Explosionswelle 

 in festen und fliissigen Explosivstoffen ist noch 

 groBer, als die in Gasen und ist im allge- 

 meinen um so betrachtlicher, je fester die 

 Rohren sind, worin man die Explosion er- 

 folgen laBt. Bei Nitromannit, um nur ein 

 Beispiel fiir die GroBenordnung der Geschwin- 

 digkeit anzufiihren, pflanzt sich die Explo- 

 sion mit 7700 m pro Sek. fort. Die Explo- 

 sionsgeschwindigkeiten liegen also den Schall- 

 geschwindigkeiten nahe und sind mindestens 

 fiir Gasgemische als jenen vergleichbare 

 Stoffkonstante anzusehen. 



Auch die Bestimmung der Drucke und 

 Temperaturen, bei denen eben eine Entziin- 

 dung eines Gasgemisches eintritt, ist vor- 

 genommen worden und man hat sich dazu 

 der tunlichst adiabatischen Kompression 

 bedient. Darf man in solchem Fall annehmen, 

 daB es gelungen ist, die Kompression wirk- 

 lich adiabatisch zu leiten, so laBt sich aus 

 dem Betrag der Kompression berechnen, 

 wie hoch die Temperatur ist, bei der eben 

 Entziindung erfolgt. So fand sich, daB ein 



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