Kollisionsmodell & Reaktionsgeschwindigkeit
Die Reaktionsgeschwindigkeit kann entweder als Konzentrationsänderung der Edukte angegeben werden, die pro Zeiteinheit verschwindet, oder aber als Konzentrationsänderung der Produkte, die pro Zeiteinheit entsteht. Alternativ kann deren Stoffmenge pro Zeiteinheit betrachtet werden (Stoffumsatz). Daraus ergibt sich als Einheit z.B. mol/s oder mol/(l*s).
Geht man davon aus, dass Atome und Teilchen allgemein nur eine gewisse Größe aufweisen, so müssen sie sich annähern um miteinander wechsel zu wirken und reagieren zu können. Nach diesem sog. Kollisionsmodell müssen sich Teilchen treffen um miteinander reagieren zu können.
z.B. H2 + I2 → 2 HI
Es leuchtet ein, dass die Anzahl der Kollisionen pro Zeiteinheit - und damit die Reaktionsgeschwindigkeit - mit steigender Konzentration der Edukte zunimmt. Umgekehrt sinkt die Reaktionsgeschwindigkeit, wenn die Eduktkonzentration verringert wird. Diese Abhängigkeit von der Teilchenkonzentration entspricht einer Proportionalität (vgl. Mathematik). Man sagt, die Reaktionsgeschwindigkeit ist proportional zur Konzentration der Edukte.
Neben der Zahl der Kollisionen spielt die Orientierung der Teilchen bei der Kollision und die Intensität des Zusammenpralls ein Rolle. Bei einer nur leichten Berührung - ggf. noch an einer ungünstigen Postion - ist es eher eher unwahrscheinlich, dass eine Bindung aufbricht und eine neue geknüpft wird.
Nach diesem Modell sollten sich Änderungen am System immer dann auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirken, wenn sie:
- die Anzahl der Kollisionen pro Zeiteinheit verändern
- die Orientierung der Teilchen im Mittel verändern
- die kinetische Energie der Teilchen und damit die Intensität der Kollision verändern
Im Folgenden sollen einige Faktoren im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit betrachtet werden:
- Stoffmenge / Teilchenanzahl (bzw. Konzentration)
- Temperatur
- Orientierung der Teilchen im Raum
- Oberfläche / Zerteilungsgrad
- Katalysatoren
- Druck / Volumen