Reaktionen Nullter Ordnung

Betrachten wir eine Reaktion wie z. B. den Zerfall eines Stoffs. Erhitzt man Bromethan, so spaltet sich Bromwasserstoff ab, es entsteht Ethen:

C2H5Br ———> C2H4 + HBr

Wir verfolgen den Verlauf der Reaktion und beobachten, dass einmal die Konzentration linear abnimmt, das andere Mal die typische Abklingkurve zeigt. Wie kann das erklärt werden?
Im ersten Fall ist die Reaktionsgeschwindigkeit unabhängig von der Konzentration des Stoffs. Er zerfällt nämlich an der Oberfläche eines festen Katalysators, der mit seinem "Substrat" gesättigt ist. Das kann z. B. Zink sein, wie bei der typischen schulchemischen Reaktion zur Herstellung von Ethen. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt dann nur von der Konzentration des Katalysators ab, ist also proportional zu seiner Oberfläche. (Das beobachten wir auch im Bereich der hohen Substratkonzentration bei der Michaelis-Menten-Gleichung!) Wir sprechen hier von einer Reaktion 0. Ordnung, d. h. die Reaktionsgeschwindigkeit ist unabhängig von der Konzentration der Edukte.

dcA / dt = - k

Die Integration ergibt im Konzentrations-Zeit-Diagramm eine Gerade.

cA = cA0 - k · t

Konzentrations-Zeit-Diagramm einer Reaktion 0. Ordnung


Zwischen der Halbwertszeit und der Geschwindigkeitskonstanten einer Reaktion 0. Ordnung besteht die folgende Beziehung:

k · t½ = cA0/2

Die Halbwertszeit hängt also von der Anfangskonzentration ab - das kann man leicht verstehen.

Bei einer Reaktion ohne Katalysator reicht die Zufuhr von Energie aus, um den Zerfall von Bromethan in die Wege zu leiten. Dann sprechen wir von einer Reaktion 1. Ordnung.


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Letzte Überarbeitung: 23. Oktober 2002, Dagmar Wiechoczek