Einführung in die Physikalische Chemie

Die chemische Kinetik handelt vom zeitlichen Ablauf von Reaktionen und von den Faktoren, welche diesen Ablauf beeinflussen. Sie bildet, wie in dieser Vorlesung gezeigt werden soll, ein Hilfsmittel zur Er forschung der Mechanismen chemischer Reaktionen. Sie hat aber auch vielfache Anwendungen in der Technik bei der Optimierung von Reaktions bedingungen. Die in Teil I behandelte Thermodynamik liefert keine Aussagen über die Zeitabhängigkeit von Vorgängen, sie behandelt lediglich die Gleich gewichtszustände, welchen die chemischen Reaktionen zustreben, und die Veränderungen der thermodynamischen Zustandsfunktionen, welche mit dem übergang einer bestimmten Menge von Edukten in Produkte ver bunden sind. Ein Reaktionsgemisch ist, solange die Reaktion abläuft, immer als ein nicht im Gleichgewicht befindliches System zu betrach ten, für welches die Thermodynamik der Gleichgewichtszustände nicht zuständig sein kann. Die chemische Kinetik stellt somit eine für den Chemiker sehr wichtige Ergänzung der Thermodynamik dar. In der vorliegenden Darstellung sollen hauptsächlich Systeme behandelt werden, bei denen der zeitliche Verlauf der Konzentrationen der betei ligten Stoffe in allen Teilen derselbe ist. Im Anschluß daran werden aber auch Diffusionsprobleme behandelt, wo die Konzentration eine Funktion von Ort und Zeit ist. Um den Zusammenhang zwischen den ma kroskopischen Erscheinungen und molekularen Vorgängen herzustellen, werden einige Resultate aus der Molekülstatistik (Teil 111) benötigt.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Charakterisierung von chemischen Reaktionen.- 2.1 Qualitative makroskopische Charakteristika.- 2.2 Quantitative makroskopische Charakteristika.- 2.3 Molekulare Charakterisierung.- 3. Experimentelle Bestimmung des zeitlichen Verlaufs von Reaktionen.- 3.1 Quantitative Betrachtungen.- 3.2 Experimentelle Methoden.- 4. Analyse der Kinetik homogener, isothermer Reaktionen.- 4.1 Differentielle Methode.- 4.2 Methode der Anfangsgeschwindigkeiten.- 4.3 Die Integration der kinetischen Gleichungen.- 5. Gekoppelte homogene Reaktionen.- 5.1 Parallelreaktionen.- 5.2 Folgereaktionen.- 5.3 Reversible Reaktionen.- 5.4 Kettenreaktionen.- 5.5 Gemischte Fälle.- 5.6 Kinetik und Mechanismus.- 6. Empirische Abhängigkeiten der Geschwindigkeitskonstanten homogener Reaktionen.- 6.1 Temperaturabhängigkeit.- 6.2 Lösungsmittelabhängigkeit.- 6.3 Abhängigkeit von der Konstitution.- 7. Transporterscheinungen.- 7.1 Diffusion.- 7.2 Wärmeleitung.- 7.3 Viskosität.- 8. Zur Theorie der kinetischen Konstanten.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Statistisches Modell unimolekularer Reaktionen.- 8.3 Kollisionsmodelle bimolekularer Reaktionen.- 8.4 Das Modell des Übergangszustandes.- 8.5 Zur Theorie der Diffusionskonstanten.