Was ist eine Reaktion zweiter Ordnung in der Chemie?

Eine Reaktion zweiter Ordnung ist eine Art von chemischer Reaktion, die von den Konzentrationen eines Reaktanten zweiter Ordnung oder zweier Reaktanten erster Ordnung abhängt. Diese Reaktion läuft mit einer Geschwindigkeit ab, die dem Quadrat der Konzentration eines Reaktanten oder dem Produkt der Konzentrationen zweier Reaktanten proportional ist. Wie schnell die Reaktanten verbraucht werden, nennt man Reaktionsgeschwindigkeit.

Formulierung allgemeiner chemischer Reaktionen

Diese Reaktionsgeschwindigkeit für eine allgemeine chemische Reaktion aA + bB → cC + dD kann ausgedrückt werden als die Konzentrationen der Reaktanten durch die Gleichung:

rate = k [A] x [B] yrate = k [A] x [B] yrate = k [A] x [B] y

Hier, k ist eine Konstante; [A] und [B] sind die Konzentrationen der Reaktanten; und x und y sind die Reihenfolgen der experimentell ermittelten Reaktionen und nicht mit den stöchiometrischen Koeffizienten zu verwechseln ein und b.

Die Reihenfolge einer chemischen Reaktion ist die Summe der Werte x und y. Eine Reaktion zweiter Ordnung ist eine Reaktion mit x + y = 2. Dies kann passieren, wenn ein Reaktant mit einer Rate verbraucht wird, die proportional zum Quadrat der Konzentration des Reaktanten ist (Rate = k [A]²) oder beide Reaktanten werden linear über die Zeit verbraucht (Rate = k [A] [B]). Die Einheiten der Geschwindigkeitskonstante, k, einer Reaktion zweiter Ordnung sind M^-1· S^-1. Reaktionen zweiter Ordnung haben im Allgemeinen die Form:

2 A → Produkte
oder
A + B → Produkte.

Beispiele für chemische Reaktionen zweiter Ordnung

Diese Liste von zehn chemischen Reaktionen zweiter Ordnung enthält einige Reaktionen, die nicht ausgewogen sind. Dies liegt daran, dass einige Reaktionen Zwischenreaktionen anderer Reaktionen sind.

H⁺ + OH^- → H₂Ö
Wasserstoffionen und Hydroxyionen bilden Wasser.

2 NEIN₂ → 2 NO + O₂
Stickstoffdioxid zerfällt in Stickstoffmonoxid und ein Sauerstoffmolekül.

2 HI → I₂ + H₂
Jodwasserstoff zerfällt in Jodgas und Wasserstoffgas.

O + O₃ → O₂ + Ö₂
Während der Verbrennung können Sauerstoffatome und Ozon Sauerstoffmoleküle bilden.

Ö₂ + C → O + CO
Bei einer anderen Verbrennungsreaktion reagieren Sauerstoffmoleküle mit Kohlenstoff unter Bildung von Sauerstoffatomen und Kohlenmonoxid.

Ö₂ + CO → O + CO₂
Diese Reaktion folgt häufig der vorherigen Reaktion. Sauerstoffmoleküle reagieren mit Kohlenmonoxid unter Bildung von Kohlendioxid- und Sauerstoffatomen.

O + H₂O → 2 OH
Ein häufiges Verbrennungsprodukt ist Wasser. Dies kann wiederum mit allen losen Sauerstoffatomen reagieren, die in den vorherigen Reaktionen erzeugt wurden, um Hydroxide zu bilden.

2 NOBr → 2 NO + Br₂
In der Gasphase zersetzt sich Nitrosylbromid in Stickoxid und Bromgas.

NH₄CNO → H₂NCONH₂
Ammoniumcyanat in Wasser isomerisiert zu Harnstoff.

CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH
In diesem Fall kann ein Beispiel für die Hydrolyse eines Esters in Gegenwart einer Base Ethylacetat in Gegenwart von Natriumhydroxid sein.