Reaktions-Netzwerk


Reaktions-Netzwerk

Unter Reaktions-Netzwerk
versteht man in der Chemie auf dem Gebiet der praktischen Anwendung der Reaktionskinetik und damit auch in der chemischen Reaktionstechnik die Zusammenschaltung mehrerer einfacher Einzelreaktionen zu einer mehr komplexen Gesamtreaktion. In der Praxis liegen derartige Reaktionen bei weitem häufiger vor als 'einfache' Reaktionen, wie sie in den Grundlagen der Reaktionskinetik in der Physikalischen Chemie abgehandelt werden. Bei den Einzelreaktionen handelt es sich im Wesentlichen um folgende Typen:

  • einfache vollständige Reaktionen: A+B → C
  • Gleichgewichtsreaktionen: A+ B ↔ C
  • Parallelreaktionen A → B // A → C
  • Folgereaktionen A → B → C

Ein Beispiel für ein Reaktions-Netzwerk wäre zum Beispiel:

A+S ↔ AS
AS ↔ RS
RS ↔ R + S

dies stellt die Aufstellung der kinetischen Gleichungen einer katalytischen Reaktion dar . Der Typus des Netzwerks heißt beispielsweise geschlossenen Folgereaktion.
Formal gesehen sind aber Gleichgewichts-, Parallel- und Folgereaktionen für sich selbst schon ein 'minimales' Netzwerk.
Die Reaktionskinetik derartiger komplexer Reaktionen wird oft 'Formalkinetik' genannt, weil sie nur formal-mathematisch aus den experimentellen Daten hergeleitet werden kann und in der Regel keine sicheren Aussagen zum Reaktionsmechanismus erlaubt, sie kann allenfalls als Indiz für die Annahme eines Mechanismus herangezogen werden. Die mathematische Behandlung erfolgt mit Hilfe von Ratengleichungen. Die Diskussion der Eigenschaften derartiger Netzwerke ist für eine Optimierung der Spezifischen Produktleistung mit Hilfe einer Konzentrationsführung unerlässlich. Eine Erörterung der Einzelfälle und der Methoden ihrer reaktionstechnischen Behandlung würde den Rahmen einer enzyklopädischen Darstellung sprengen, es wird deshalb in diesem Fall auf die Fachliteratur verwiesen.