Chemische Reaktionen benötigen Zeit

Experimente:
Versuch: Entfärbung von Phenolphthalein mit Natronlauge
Versuch: Zerstörung von Gummi durch Ozon
Versuch: Opferanode


Chemische Reaktionen laufen nicht augenblicklich ab, und chemische Gleichgewichte stellen sich nicht augenblicklich ein. Immer ist ein Zeitbedarf einzukalkulieren. Die meisten stofflichen Veränderungen der Umwelt laufen sogar so langsam ab, dass wir uns dessen gar nicht so richtig bewusst werden.
Es waren sicherlich zunächst vorrangig ökonomische Fragestellungen, dass sich Wissenschaftler und Praktiker mit der Zeit, die eine chemische Reaktion zum Ablauf benötigt, oder innerhalb dem sich ein Gleichgewicht einstellt, befassten. Denn je länger eine Reaktion dauert, desto weniger amortisiert sich eine Anlage. Aber je schneller eine Reaktion abläuft, desto weniger ist sie steuerbar. Erst die Untersuchung der Geschwindigkeit der Abläufe ermöglicht, Kompromisse zu finden, die sich technisch umsetzen lassen.
Das weiß auch jeder Lehrer, der seinen Unterricht nicht selten nach der Geschwindigkeit einer Reaktion gestalten muss: Reicht der Zeitrahmen einer Schulstunde aus, etwa um die Entfärbung eines Farbstoffs (-> Versuch) oder die Zerstörung von gespannten Gummi durch Ozon (-> Versuch) zu zeigen? Das trifft zu, denn das sind Reaktionen, die innerhalb weniger Sekunden oder Minuten ablaufen. Andere Reaktionen können nur über Wochen hinweg verfolgt werden, so z. B. das Rosten oder die effektvolle Wirkung einer Opferanode (-> Versuch).
Grundsätzlich bedarf jede chemische Reaktion einer gewissen Zeit, bis sie beendet ist oder ihren Gleichgewichtszustand erreicht hat. Die Zeitspannen umfassen eine weite Variationsbreite. Besonders schnell verläuft die Reaktion zwischen H+- und OH--Ionen, nämlich innerhalb von 10-12 Sekunden. Dagegen dauert der Abbau von Dioxinen auf die Hälfte der gegenwärtigen Konzentration 160 Jahre. Die Diagenese von Granit aus Basalt erfordert schon viele Millionen an Jahren!
Zum Verfolgen manch langsamer Reaktionen wünscht man sich einen Zeitraffer, bei anderen, den besonders schnellen die Zeitlupe. Glücklicherweise gibt es hierzu nicht nur gute Untersuchungsmethoden und Messgeräte, sondern auch gutes Bild- und Filmmaterial.


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Letzte Überarbeitung: 17. September 2002, Dagmar Wiechoczek