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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