Reduktionsordnung

Reduktionsordnung bezeichnet in der Reaktionskinetik die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration eines Reduktionsmittels (Reduktans). In einer typischen Rategleichung v = k [Reduktans]^m [Substrat]^n ist m die Reduktionsordnung hinsichtlich des Reduktans. Die Reduktionsordnung wird experimentell bestimmt, indem die Konzentration des Reduktans variiert und die resultierende Geschwindigkeit gemessen wird. Aus einem Log-Log-Plot von v gegen [Reduktans] lässt sich m bestimmen. Eine Reduktionsordnung von m = 1 bedeutet eine erste Ordnung in Bezug auf das Reduktans; Werte größer oder kleiner als 1 weisen auf komplexere Mechanismen hin, z. B. Vor Gleichgewichten, Bildung von Reaktionskomplexen oder Diffusionsbegrenzung.

Die Reduktionsordnung gibt mechanistische Hinweise, ist jedoch nicht notwendigerweise gleich der Anzahl der Reduktionsschritte. Fractional orders oder nicht ganzzahlige Werte treten häufig in Systemen mit gekoppelten Gleichgewichten oder Kopplungen zu Zwischenstufen auf. In der Praxis ist die Bestimmung der Reduktionsordnung wichtig für das Verständnis der Reaktionsführung und für Optimierungen in Synthesis, Katalyse oder elektrochemischen Anwendungen.

In elektrochemischen Prozessen beeinflusst die Reduktionsordnung auch die Abhängigkeit der beobachteten Reaktion von der Reduktanskonzentration, was Auswirkungen auf Strom- und Current-Response haben kann. Die Reduktionsordnung ist damit ein nützliches Instrument zur mechanistischen Einordnung von Redoxreaktionen und zum Vergleich verschiedener Systeme. Sie gehört zur allgemeinen Reaktionsordnung in der Kinetik.