Reaktionsordnung

Reaktionsordnung beschreibt, wie die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion von den Konzentrationen der Reaktanten abhängt. In der üblichen Form der Reaktionsrate gilt: rate = k [A]^m [B]^n …, wobei k die Geschwindigkeitskonstante ist und m, n die Ordnungen bezüglich der jeweiligen Reaktanten. Die Gesamtordnung der Reaktion ist m+n. Die Reaktionsordnung wird experimentell bestimmt und entspricht nicht notwendigerweise der stöchiometrischen Koeffizienten der Reaktanten.

Die Ordnungen können Ganzzahlen, Bruchzahlen oder auch null sein. Sie hängen von den zugrunde liegenden Mechanismen ab und können unter veränderten Bedingungen (z. B. Lösungsmittel, Temperatur, Katalysator) variieren. Unter Überschuss eines Reaktanten kann die Reaktion pseudo-erstordentlich erscheinen, sodass die beobachtete Ordnung in der Praxis anders wirkt als die eigentliche molekulare Ordnung.

Die Einheit von k hängt von der Gesamtordnung ab. Die Nullordnung hat k in Einheiten M/s, die Erste Ordnung in s^-1, die Zweite Ordnung in M^-1 s^-1 usw. Die Bestimmung erfolgt oft über die Methode der Anfangsrate oder über integrierte Gesetzmäßigkeiten.

Integrale Rategesetze (bei einer Reaktion A → Produkte) führen zu gängigen Formen: Nullordnung: [A] = [A]0 − kt; Erste Ordnung: ln[A] = ln[A]0 − kt; Zweite Ordnung (für eine Substanz): 1/[A] = 1/[A]0 + kt. Die jeweiligen Darstellungen ergeben lineare Zusammenhänge, die zur Identifikation der Ordnung genutzt werden.

Hinweis: Die Reaktionsordnung gibt Hinweise auf den Mechanismus, ist aber weder durch die stöchiometrische Gleichung festgelegt noch universell konstant; sie kann je nach Reaktion und Bedingungen variieren.