Reaktionsparameter (Chemie)

Grundidee

Reaktionsparameter sind physikalische Größen, die den Ablauf einer chemischen Reaktion beeinflussen. Zu ihnen gehören unter anderem Druck, Temperatur, Volumen, Katalysator beziehungsweise Enzym, Lichteinfluss, Stoffmenge, Lösungsmittel, Partialdruck bei Gasen, pH-Wert, Ultraschall und Mikrowellen. Auch besondere Bedingungen wie die Durchführung einer Reaktion unter Inertgas können als Reaktionsparameter vermerkt werden.

Für Schülerinnen und Schüler ist wichtig: Reaktionsparameter beschreiben die Bedingungen, unter denen eine Reaktion abläuft. Wenn man diese Bedingungen verändert, kann sich auch ändern, wie schnell eine Reaktion abläuft, wie ihr Gleichgewicht liegt oder ob sie leichter gestartet werden kann.

Bedeutung für Gleichgewicht und Energie

Reaktionsparameter spielen eine Rolle für das Reaktionsprofil, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Reaktionskinetik. Die Reaktionskinetik beschreibt, wie schnell und auf welchem Weg eine chemische Reaktion abläuft. Nach dem Le-Chatelier-Prinzip können Reaktionsparameter das Gleichgewicht einer chemischen Reaktion verschieben.

Ein wichtiges Kriterium für den Ablauf einer chemischen Reaktion ist die Änderung der freien Reaktionsenthalpie ΔG. Sie wird durch die Grundgleichung beschrieben: ΔG = ΔH - TΔS. Dabei steht S für Entropie. Außerdem hängt die freie Enthalpie mit dem chemischen Gleichgewicht zusammen. Es gilt: ΔG = RT ln K, wobei K die Gleichgewichtskonstante ist.

Reaktionen können endotherm oder exotherm sein. Das hängt davon ab, ob sie eine positive oder negative Reaktionsenthalpie ΔH haben. Diese Reaktionsenthalpie lässt sich durch Veränderung der Reaktionsparameter beeinflussen. Katalysatoren können zum Beispiel die Aktivierungsenergie einer Reaktion herabsetzen.

Schreibweise in Reaktionsgleichungen

Reaktionsparameter werden in einer Reaktionsgleichung über oder unter dem Reaktionspfeil notiert. So kann man direkt an der Gleichung erkennen, unter welchen Bedingungen die Reaktion stattfinden soll.

Ein Beispiel ist die Schreibweise: AB + C → A + BC, wobei über dem Reaktionspfeil 450 °C steht. Das bedeutet, dass diese Temperatur ein angegebener Reaktionsparameter ist. Im Artikel wird dies als Beispiel der Elbs-Reaktion genannt.

Abgrenzung

Reaktionsparameter im hier beschriebenen Sinn sind nicht mit Parametern aus der theoretischen Chemie zu verwechseln. In der theoretischen Chemie gibt es geometrische Parameter für die Reaktionskoordinate einer chemischen Reaktion. Diese dienen dazu, Energiehyperflächen zu berechnen.