Stoßtheorie

Bei chemischen Reaktionen geht es immer darum, dass Teilchen zusammenstoßen und dadurch neue Stoffe entstehen. Jede Sekunde können sich Millionen und Abermillionen dieser Zusammenstöße zwischen Teilchen ereignen. Aber eine Reaktion findet nur statt, wenn die Teilchen mit ausreichender Energie zusammenstoßen. Das Mindestmaß an benötigter Energie, um eine Reaktion auszulösen, nennt man Aktivierungsenergie. Nur Teilchen, die mindestens diese Energie besitzen, können bei einem Zusammenstoß erfolgreich reagieren. Je mehr erfolgreiche Zusammenstöße pro Sekunde, desto höher die Reaktionsgeschwindigkeit. Mehrere Faktoren können Einfluss auf die Häufigkeit dieser Teilchenzusammenstöße oder ihre Energie haben und so die Reaktionsgeschwindigkeit verändern. Wenn die Temperatur der Reaktion steigt, bewegen sich die reagierenden Teilchen schneller, was die Anzahl der Zusammenstöße pro Sekunde erhöht. Und noch wichtiger: Eine höhere Temperatur bedeutet auch, dass viel mehr Teilchen eine Energie oberhalb der Aktivierungsenergie besitzen. Wenn also die Temperatur steigt, steigt auch die Anzahl der erfolgreichen Zusammenstöße pro Sekunde merklich an. Bei der Reaktion von Gasen rücken die reagierenden Teilchen näher zusammen, wenn sich der Druck erhöht. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit für Zusammenstöße und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit. Und wenn man die Konzentration einer Lösung erhöht, so wie hier bei dieser Salzsäure, enthält sie mehr reagierende Teilchen im gleichen Volumen, was zu mehr Zusammenstößen pro Sekunde führt. Ein weiterer wichtiger Faktor, den man nutzen kann, um eine chemische Reaktion zu beschleunigen, ist die Zugabe eines sogenannten Katalysators. Bei dieser Reaktion werden die Gase Wasserstoff und Stickstoff kombiniert, um Ammoniak zu bilden. Stahlwolle wird als Katalysator hinzugegeben. Sie bleibt von der Reaktion unberührt, beschleunigt sie aber. Katalysatoren sorgen dafür, dass die Aktivierungsenergie sinkt. In diesem Fall helfen sie also den Wasserstoff- und den Stickstoffatomen dabei, sich zu verbinden. Wenngleich die Geschwindigkeit einer Reaktion also von den beteiligten Teilchen abhängt, gibt es Faktoren, die wir beeinflussen können, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu verändern. Dieses Wissen hilft uns dabei, viele der wichtigen Chemikalien herzustellen, die wir jeden Tag nutzen.