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Chemische Unterhaltungen: Oszillierende Reaktionen mit Eisenstäben

In Physik und Biologie sind periodische Vorgänge lange bekannt. Doch erst Mitte des 20. Jahrhunderts zeigte sich, dass auch chemische Reaktionen wellenartig ablaufen können. Ein experimentell leicht nachvollziehbares Beispiel ist die Auflösung von Eisenstäben in Säuren.
Symbolbild: Metall in Flüssigkeit in LaborkolbenLaden...

Früher galten chemische Reaktionen als Einbahnstraßen. Es schien selbstverständlich, dass die Umsetzung von Substanzen so lange stetig weitergeht, bis die Reaktanden verbraucht beziehungsweise komplett zu neuen Stoffen umgewandelt sind. Selbst ein chemisches Gleichgewicht hielt man für undenkbar.

Erst die umfassenden Arbeiten zum zeitlichen Ablauf der Reaktion von Essigsäure mit Ethanol zu Essigsäureethylester und Wasser, die Marcelin Pierre Eugène Berthelot (1827–1907) gemeinsam mit Léon Péan de Saint Gilles (1832–1863) im Jahre 1862 durchführte, verhalfen der Idee des Gleichgewichtszustands zum Durchbruch. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Konzentrationen der Ausgangs- und Endsubstanzen ab einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr ändern. Die Gesamtreaktion scheint zu ruhen. Tatsächlich aber laufen die Hin- und Rückreaktion weiterhin ab – nur eben mit derselben Geschwindigkeit.

Als Gustav Theodor Fechner (1801–1887) im Jahre 1828 über periodische Erscheinungen bei der Auflösung von Eisen in einer salpetersauren Silbernitratlösung berichtete, war die Fachwelt deshalb skeptisch und sah die Ursache des merkwürdigen Phänomens in unbekannten externen Einflüssen. Auch spätere, ähnliche Entdeckungen blieben lange Zeit unbeachtet. Oszillierende Reaktionen schienen nämlich ...

2/2021

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 2/2021

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