Die Kinetik der Thermolyse von α-FeOOH und β-Zn(OH)₂ und der Interkonversion β-CrOOH ⇌ CrO₂

Zusammenfassung

Für Feststoff-Reaktionen abgeleitete Zeitgesetze verschiedener Autoren, welche unterschiedliche Voraussetzungen über den Mechanismus und den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt in Betracht gezogen haben, lassen sich bei geeigneter Normierung und Auftragen der Reaktionsrate von 0 bis 1 gegen Halbwertszeiten so darstellen, dass alle Funktionen sich in α = 0,5 und t/t_0,5= 1 schneiden.

Am Beispiel von α-FeOOH und β-Zn(OH)₂ liessen sich Thermolyse-Reaktionen so erfassen, und auch die Reduktion von CrO₂ zu β-CrOOH sowie die Rückreaktion konnten untersucht werden.

Diese bei isothermen Bedingungen ausgeführten Reaktionen und deren Produkte wurden durch Röntgenmethoden, Porenanalyse, Elektronenmikroskopie, Elektronenbeugung und besonders Dunkelfeld-Abbildung im Lichte ausgeblendeter Reflexe überprüft.

Als Ergebnis fanden sich grundsätzlich verschiedene Mechanismen, die sich jedoch nicht alle auf die kinetischen Reaktionskurven ausgewirkt haben: Verschiedene Mechanismen können nahezu identische Reaktionskurven liefern.

Bei der Interkonversion β-CrOOH ⇌ CrO₂ traten dagegen zwei gänzlich verschiedene Reaktionskurven auf, obwohl das Ausgangsprodukt sich topotaktisch im strengen Wortsinn ins Endprodukt und wieder zurück umwandelt: Einkristall bleibt Einkristall.

Als Folgerungen hieraus kann man nennen: 1. Die Ableitung eines Reaktionsmechanismus aus der Reaktionskinetik ist nicht immer eindeutig; und: 2. Bei der Verwendung des Begriffs der topotaktischen Reaktion ist grösste Zurückhaltung geboten.