Reaktionsordnung

Die Reaktionsordnung lässt sich aus der experimentell bestimmten Geschwindigkeitsgleichung einer Reaktion ableiten. Sie ist nicht zwingend identisch mit der stöchiometrischen Summe der Reaktionsgleichung. Vielmehr ergibt sie sich aus dem Reaktionsmechanismus, also den einzelnen elementaren Schritten einer Reaktion.

Die allgemeine Geschwindigkeitsgleichung für eine Reaktion der Form:

$${\displaystyle A+B\rightarrow {\text{Produkte}}}$$

lautet:

$${\displaystyle v=k\times [A]^{m}\times [B]^{n}}$$

wobei:

• ${\displaystyle v}$_: Reaktionsgeschwindigkeit
• ${\displaystyle k}$: Geschwindigkeitskonstante
• ${\displaystyle [A],[B]}$: Konzentrationen der Reaktanden,
• ${\displaystyle m,n}$: partielle Reaktionsordnungen hinsichtlich A und B

Die gesamte Reaktionsordnung ergibt sich als Summe der partiellen Ordnungen:

$${\displaystyle {\text{Reaktionsordnung}}=m+n}$$

• 0. Ordnung: Die Reaktionsgeschwindigkeit ist unabhängig von der Konzentration des Reaktanden (Beispiel: enzymatische Reaktionen bei Substratsättigung)

$${\displaystyle v=k}$$

• 1. Ordnung: Die Reaktionsgeschwindigkeit ist direkt proportional zur Konzentration eines Reaktanden (Beispiel: radioaktiver Zerfall)

$${\displaystyle v=k\times [A]}$$

• 2. Ordnung: Sie bezieht sich auf bimolekulare Reaktionen, bei denen aus zwei Stoffen ein Reaktionsprodukt entsteht.

$${\displaystyle v=k\times [A]^{2}}$$

 
$${\displaystyle v=k\times [A]\times [B]}$$

Höhere Ordnungen sind in der Praxis selten, da elementare Reaktionen in der Regel maximal bimolekular ablaufen.

In der Pharmakokinetik ist die Reaktionsordnung von Bedeutung bei der Beschreibung des Arzneistoffabbaus:

• Nullte Ordnung: z.B. Alkoholabbau über Alkoholdehydrogenase (gesättigtes Enzym)
• Erste Ordnung: gilt für die meisten Arzneistoffe im therapeutischen Dosisbereich
• Mischordnungen: kommen vor, wenn z.B. bei höheren Konzentrationen eine Sättigung der metabolisierenden Enzyme eintritt

Die Kenntnis der Reaktionsordnung erlaubt:

• Vorhersagen über den zeitlichen Verlauf von Reaktionen
• Planung von Dosierungsintervallen bei Medikamenten
• Modellierung von Stoffwechselreaktionen