Thermodynamik - Reaktionskinetik Flashcards
Lassen sich Aussagen zur Geschwindigkeit von Reaktionen mittels der Thermodynamik herleiten
Nein
Enthalpie
H
Wärmeinhalt der Edukte einer Reaktion
Stoffe streben niedrige Enthalpie an - streben energiearmen Zustand an
Enthalpie nimmt während Reaktionsvorgang ab
Differenz H negativ
Exotherme Reaktion
Differenz von Enthalphie nimmt wärend Reaktionsvorgang zu
Endotherme reaktion
H ist positiv
Einheit der Enthalpie
Kj/mol
Entropie
Größt mögliche Unordnung
Alles stregt größte Entropie an
Thermodynamik
Kann Reaktion unter gegebenen Umständen ablaufen?
Reaktionskinetik
Wie läuft die Reaktion ab?
- hauptsatz der Thermodynamik
Energie kann nicht erschaffen werden oder vernichtet, sondern nur in Erscheinungsform umgewandelt werden
Reaktionsenthalpie
Bei einer chem Reaktion (unter konstanten Druck) aufgenimmene oder abgegebene Wärmemenge
Unordnung nimmt ab
diff S (Entropie) ist kleiner 0
Unordnung nimmt zu
diff S größer Null
Gibbs Hemlmholtz Glch
Zusammenhang zw Ethalpie und Entropie
Diff G = diff H - T* diff S
G ist auf jeden Fall größer Null wenn…
H größer und S kleiner Null ist
G ist auf jeden Fall kleiner Null, wenn…
H kleiner Null und S größer Null ist
Gleichgewichtsreaktion bdt
Edukte und Produkte müssen nicht in gl Konzentration vorliegen
Lage wird durch temperaturabhängige Konstante K angegeben
Gleichgewichtskonstante ( einzelne Lagen)
K größer 1: Gleichgewicht bei Edukten
K kleiner 1: gleichgewicht bei Produkten
K=1 gleiche Konzentration an Edukten und Produkten
Kc= Konzentration der Produkte/ Konzentration der Edukte
Stöchiometrische Faktoren im Exponent
Le Chatelier - Massenwirkungsgesetz beeinflusst Gleichgewicht
-
Temperatur
Druch oder Konzentration
Kleinste Zwang prinzip bei endothermer Reaktion
Temperaturerhöhung -> GGW zur Produktseite
Temperatursenkung -> GGW zur Eduktseite
Exotherme Reaktion kleinste Zwang Prinzip
Terhöhung -> GGW Eduktseite
Tsenkung -> GGW zur Eduktseite
Fließgleichgewichte im lebenden Organismus
Lebende Organismen sind offene (keine geschlossenen) Systeme daher Steady State:
Produkt wird genauso schnell gebildet wie es entfernt wird -> Arbeit ist im Fließ-GGW möglich
Geschwindigkeit
Konzentrationsänderung über Zeitintervall:
Abnahme der Edukte: neg Vorzeichen
Zunahme der Produkte: pos Vorzeichen
Einflüsse auf Geschwindigkeit (Reaktionskinetik)
Konzentrationsabhängig (Aggregatzustand beachten -> Wahrscheinlichkeit des aufeinander treffens
Geschwindigkeitskonstante ist mit ein bezogen
Geschwindigkeitskonstante
K -> charakteristisch für jede Reaktion
Reaktionsordnung
= Summe der Exponenten aus Geschwindigkeitsgesetz
O. Ordnung
Unabhängig von Konzentration (zB Abbau vom Alkohol)
Pseudonullte Ordnung
Wegen großen Überschuss an einem Reaktionsteilnehmer wird er mit Geschwindigkeitskonstante zusammengefasst
- Ordnung
Radioaktiver Zerfallprozess
Geschwindigkeit ist nur von einem Partner abhängig
- Ordnung:
Ist von zwei Reaktionspartnern abhängig, zB nukleophile Substitutionsreaktion 2. Ordnung (Sn2)
Reaktionsmechanismus
A) Umlagerung
B) Substitution:
1. Radikalische Substitution nach Radikalentstehung durch Strahlung oder Licht
2. Elektrophile Substitution an Aromaten
3. nukleophile Substitution
C) Addition: Elektrophile Addition an Doppelbindungen (kann nur bei ungesättigten Kohlenwasserstoffen passieren, also Alkenen und Alkinen)
D) Elimination: Neubildung einer Doppelbindung unter Abgabe einer Abgangsgruppe
Elektrophile Addition
- an Alkenen oder Alkinen (ungesättigte Kohlenstoffketten) wegen höherer Elektronendichte
NICHT an Aromaten! (Wegen Resonanzstabilität)
Was machen Elektrophile an Aromaten?
Elektophile Substitution unter abgabe eines Wasserstoffs an umgebung
Radikalreaktionen
- Gehen Reaktion mit Alkanen (trotz unpolar und reaktionsträge) ein
- entstehen nach Energiezufuhr
- Startreaktion
Homolytische Spaltung - Kettenfortpflanzungsreaktionen (Bindungen aus denen weitere Freie Reaktionspartner entstehen)
- Kettenabbruchreaktionen
Sn1 Reaktionen
Nukleophile Substitution
Unimolekulare Bindungsbruch und neuknüpfung erfolgt getrennt
Sn2
Nukleophile Substitution:
Bimolekular,
Bindungsabbruch und neuknüpfung sind gleichzeitig
Eliminationsreaktion
- Konkurrenz zu Sn Reaktion
- kann unimolekular oder bipolar ablaufen