Die Auswertung einer Messung zur Reaktionskinetik
Wie wertet man eine Messung, die uns das schöne Bild einer Konzentrations-Zeit-Kurve beschert hat? Zuerst muss man die Reaktionsordnung feststellen. Gebogene Kurven lassen sich jedoch nur schwer beurteilen. Deshalb gibt es Linearisierungsmethoden. Dazu ist allerdings die c/t-Funktion notwendig. Üblicherweise beginnt man mit der Reaktion 1. Ordnung. (Dabei wollen wir es auch belassen.)
Wir linearisieren die c/t-Funktion, indem wir sie logarithmieren.
ln cA = ln cA0 - k · t
Nun tragen wir ln cA gegen die Zeit t auf und erhalten eine fallende Gerade, deren Steigung -k ist (-> Bild).
Linearisierung von Reaktionen 1. Ordnung mit verschiedenen Werten von k
Meistens kann nur die erste Hälfte der Konzentrations-Zeit-Wertepaare ausgewertet
werden, weil die Kurve dann ihre Linearität verliert. Dann weicht das System von
der Reaktionsordnung 1 kontinuierlich ab. Auf keinen Fall darf man versuchen, durch
Ausgleichsrechnungen eine Linearität zu erzwingen!
Auf einen Fehler, der immer wieder gemacht wird, ist hinzuweisen: Bei der
Berechnung der Steigung zur Ermittlung von k muss man statt des Logarithmus der
Differenzen der Konzentrationswerte die Differenzen der Logarithmen einsetzen:
Näherungsrechnungen (Curve Fitting)
Wenn man nicht so richtig weiß, welche Reaktionsordnung vorliegt, dann bedient man
sich rechnerischer Tricks, die man unter "Curve Fitting" zusammenfasst (übersetzt:
Kurven-Anpassung). Dazu berechnet man Kurven unter Annahme einer bestimmten
Reaktionsordnung und eines bestimmten k-Werts, und variiert diese miteinander so lange, bis sie mit
den Messwerten übereinstimmen. Das ist ein gern geübtes Verfahren, das allerdings
auch umstritten ist. Denn mit einem Computer kann ich auf diese Art und Weise alles
zaubern - nur nicht die Wahrheit. Es kann zum Beispiel sein, dass sich ein Fehler in
der Reaktionsordnung gegen einen Fehler im Wert von k aufhebt.
Übrigens werden auch viele Gleichgewichtskonstanten auf diese Weise „ermittelt".
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