Grundpraktikum - Praktikum Physikalische Chemie - page 55

t Zeit
k Geschwindigkeitskonstante

beschreiben. Die Summe der Exponenten gibt die Gesamtreaktionsordnung der
Reaktion an. Zum Beispiel gilt für den Zerfall eines Stoffes A nach dem Reakti-
onsschema A ! Produkte das Zeitgesetz

d ΠA = dt D k ΠA :

Die Reaktionsordnung ist dann n D . Falls zwei Reaktanten im Verhältnis 1 : 1

miteinander reagieren, ist die Reaktionsordnung n D 2

1

. Liegt ein Reaktant im Über-
schuss vor, sodass sich dessen Konzentration während der Reaktion praktisch nicht
ändert, geht die Geschwindigkeitsgleichung in ein Zeitgesetz pseudo-(n 1)ten
Grades über. Ein derartiges Beispiel ist die Hydrolyse eines Esters in wässriger
Lösung.
Die Hydrolyse eines Esters ist eine Gleichgewichtsreaktion:

O O

+

+

H 2 O R 1 C R 1 C R 2 OH

OH

OR 2

(1.84)

(Im Falle des Essigsäureethylesters steht für R 1 D CH 3 und für R 2 D C 2 H 5 .)
In verdünnter wässriger Lösung liegt das Gleichgewicht aufgrund der hohen
Wasserkonzentration weitgehend auf der rechten Seite, sodass die Rückreaktion
vernachlässigt werden kann.
Da die Konzentration des Wassers praktisch konstant bleibt, kann man das Ge-
schwindigkeitsgesetz wie folgt formulieren:

d ΠEster
dt

D k ΠEster ΠH 2 O D k 0 ΠEster :

(1.85)

Der Verbrauch an Ester wird durch die Zunahme an Säure widergespiegelt.

d ΠEster
dt

D k 0 .Œ Ester 0 Œ Säure / : (1.86)

Durch Integration ergibt sich hieraus die Geschwindigkeitskonstante zu:

1
t ln

ΠEster 0
Œ Ester 0 Œ Säure :

k 0 D

(1.87)

Messtechnisch kann der zeitliche Verlauf der Reaktion z. B. durch Titration mit
NaOH verfolgt werden, indem nach bestimmten Zeiten kleine Probemengen aus
dem Reaktionsgefäß entnommen werden und über eine Neutralisationstitration die
Konzentration der Säure zum jeweiligen Zeitpunkt ermittelt wird. Es gilt daher glei-
chermaßen:

1
t ln

n 1
n 1 n t

k 0 D (1.88)