Chemie

Katalyse


Katalysator

Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabeiselbst verbraucht zu werden.

Die Beschleunigung der Reaktion beruht darauf, dass der Katalysator einen anderen Reaktionsmechanismus mit einer niedrigerenAktivierungsenergieEa ermöglicht.

Chemisches Gleichgewicht

Betrachte das chemische Gleichgewicht:

A+BC+D

Für die Hingeschwindigkeit r1 gilt:

r1=k1cAcB

Die Rückgeschwindigkeit r-1 ergibt sich zu:

r-1=k-1cCcD

Im Gleichgewicht müssen Hin- und Rückgeschwindigkeit gleich sein, also gilt:

k1cAcB=k-1cCcD

Weiteres Umformen ergibt:

cCcDcAcD=k1k-1=K

K ist die Gleichgewichtskonstante der Reaktion.

Hinweis
Katalysatoren haben keinen Einfluss auf die Gleichgewichtslage der Reaktionen, die sie beschleunigen.

Da ein Katalysator nicht in die Gesamtreaktion eingeht, kann er die Lage des Gleichgewichts nichtbeeinflussen. Wird die Hingeschwindigkeit r1 durch Zugabe eines Katalysators um den Faktor f erhöht, so muss die Geschwindigkeitskonstante k1 ebenfalls um den Faktor f größer werden. Dann müssen sich aber auch k-1 und r-1 um den Faktor f vergrößern. Hin- und Rückrichtung einer Reaktion werden durch einen Katalysator also gleich starkbeschleunigt.


Video: Wie funktioniert ein Katalysator. Drei-Wege-Katalysator (Januar 2022).