Katalyse durch magnetische oder elektirsche Felder

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo,
Moleküle, die einen Dipol aufgrund von verschiedener Elektronegativität von Atomen ausbilden, reagieren doch auf ein magnetisches oder elektrisches Feld, obwohl sie insgesamt doch elektrisch neutral sind, oder?

Wenn das Reaktionsprodukt aber keinen Dipol ausbildet, dann könnte man doch so die Reaktion katalysieren:

Durch das magnetische bzw. elektrische Feld werden die Dipole gedreht, und zwar alle in die gleiche Richtung. Zusätzlich kommt ja Energie in Form von Rotation hinzu.
Das heißt doch, dass diese Reaktion schneller gehen würde, die Rückreaktion aber nicht, da das Reaktionsprodukt ja kein Dipol mehr ist und damit auf das magnetische bzw. elektrische Feld nicht mehr reagiert.

Nehmen wir als Beispiel die Reaktion 2CO + 2NO -> 2CO2 + N2.

Die Reaktionsprodukte sind unpolar, die Edukte polar.
Würde hier die oben genannte Katalyse funktionieren oder treten dann irgendwelche wesentlichen Effekte auf, die dem entgegenwirken?

Danke für Antworten
Gruß
Tim

#2

Hallo!

Moleküle, die einen Dipol aufgrund von verschiedener
Elektronegativität von Atomen ausbilden, reagieren doch auf
ein magnetisches oder elektrisches Feld, obwohl sie insgesamt
doch elektrisch neutral sind, oder?

Sie reagieren auf ein elektrisches Feld. Das mit dem magnetischen Feld ist weitaus komplizierter und hat andere Ursachen.

Das heißt doch, dass diese Reaktion schneller gehen würde, die
Rückreaktion aber nicht, da das Reaktionsprodukt ja kein Dipol
mehr ist und damit auf das magnetische bzw. elektrische Feld
nicht mehr reagiert.

Wenn dem so wäre, dann würde sich das chemsiche Gleichgewicht verschieben. Genau das geschieht bei der Katalyse jedoch nicht. Also wäre das der falsche Begriff.

Abgesehen davon könnte ich mir schon vorstellen, dass das funktioniert: Die Dipole wandern in einem inhomogenen Feld dorthin, wo die Feldstärke größer ist. Deswegen erhöht sich der Partialdruck der polaren Edukte in der Nähe der spitzen Elektrode. Die unpolaren Produkte werden nicht oder nur durch die schwachen Van-der-Waals-Kräfte von der Elektrode angezogen. Nach dem Prinzip des kleinsten Zwanges vermute ich, dass dadurch tatsächlich die Reaktion beschleunigt würde und die Rückreaktion verlangsamt.

Aber da kennen sich die Chemiker mit Sicherheit besser aus…

Michael

#3

Hallo Tim,

ich zitiere jetzt aus dem Gedächtnis, weil ich keine Unterlagen mehr dazu habe.

Vor einiger Zeit gabs eine Doktorarbeit, in der behauptet wurde, daß in starken Magnetfeldern bevorzugt eine Form eines Enatiomers entsteht.
Nach anfänglichem Jubeln konnte aber niemand, außer dem Autor die Reaktion nachvollziehen. Nach einigen Wochen war dann klar, daß der Autor alle Daten gefälscht hatte.

Fälle, wo Reaktionen mittels Feldern katalysiert wurden, sind mir bislang nicht bekannt (was natürlich nicht bedeutet, daß es so was nicht gibt!).

Gandalf

#4

Fälle, wo Reaktionen mittels Feldern katalysiert wurden, sind
mir bislang nicht bekannt (was natürlich nicht bedeutet, daß
es so was nicht gibt!).

Und wenn du mal so überlegst?
Könnte der Wirkmechanismus der elektrischen bzw. magnetischen Felder so funktionieren, wie er im Startbeitrag beschrieben ist?
Du kannst ruhig auch Vermutungen anstellen.

#5

Hallo

Ich meine Folgendes, bzw. ist mein Kenntnisstand:

Magnetfelder haben keine, oder nur ganz geringe Chance, Reaktionen zu beeinflussen.
Eine solche Reaktion müsste es schon „drauf anlegen“, wie es manche Indikatoren für alle mögliche Zwecke tun.
Als Ursache sehe ich den nur sehr geringen Magnetismus in reaktionsfähiger Verdünnung, bzw. in Lösung oder im Gaszustand.
Starker wirksamer Magnetismus in Masse basiert in unserer Welt zumeist auf elektronische Zustände größerer Molekülverbande.
Irgendwelche Spins(welche denn?) lassen sich zwar angeblich ausrichten, das hat aber meines Wissens kaum Einfluss auf chemische Reaktionen.

Im Gegensatz dazu müssen die bei den von Dir genannten Verbindungen die Bindungen mittels Temperatur und/oder Katalysator zumindest kurzzeitig geöffnet werden, damit die Chemikalien reaktionsfähig werden. Dazu ist Energie nötig.

Zu elektrischen Feldern:
Viele chemische Verbindungen lassen sich nur elektrisch erzeugen.
Das Gebiet ist wohl auch etwas umfangreich und kann nicht pauschal erklärt werden.
Das Bekannteste ist wohl das weite Gebiet der Galvanik, der Elektrolyse, des Oxidations/Reduktionspotential an Elektroden usw…
An Elektroden in Lösung entstehen neue PH-Werte und neue Oxidations- oder Reduktionspotentiale, in denen Reaktionen stattfinden können.

Mfg
Matthias

#6

Aber was ist damit, dass diese Felder die Dipole, also solche Moleküle, die einen ausbilden, drehen und so zusätzlich Energie in Form von Rotationsenergie einbringen? Mehr Energie, das heißt, die Bindungen würden eher aufbrechen, weil mehr Aktivierungsenergie vorhanden wäre.

#7

Hallo
Vielleicht kannst du Dich etwas genauer ausdrücken, Absicht usw…
Ich versteh das so nicht.
MfG

#8

Hallo Tim!

Aber was ist damit, dass diese Felder die Dipole, also solche
Moleküle, die einen ausbilden, drehen und so zusätzlich
Energie in Form von Rotationsenergie einbringen? Mehr Energie,
das heißt, die Bindungen würden eher aufbrechen, weil mehr
Aktivierungsenergie vorhanden wäre.

Durch ein statisches Feld werden die Moleküle nur ausgerichtet und bekommen keine nennenswerte Rotationsenergie. Durch Wechselfelder kann dies jedoch tatsächlich erreicht werden. Viele haben so etwas in der Küche stehen. Es nennt sich „Mikrowellenherd“. Natürlich können dadurch chemische Reaktionen beschleunigt werden…

Michael

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#9

Hallo
Vielleicht kannst du Dich etwas genauer ausdrücken, Absicht
usw…

Ja, ich hab mal gehört, dass ein Katalysator vereinfacht nichts anderes ist als ein „Reaktionsordner“.
Also habe ich mir gedacht, könnte man doch mit einem magnetischen bzw. elektrischen Feld Dipol-Moleküle anordnen und so einfacher zu reaktiven Stößen zwingen.

Das war die Idee, aber wenn man es sich so durchdenkt, dann kommen bei der Ausrichtung wesentlich weniger mögliche reaktive Stöße bei raus, weil das Verhältnis zwischen reaktiven Stößen zu nicht reaktiven Stößen(konkret: Stoß zwischen N- und C-Atom, statt mit einem O) schlechter wird bei einem elektrischen bzw. magnetischen Feld.
Also bleib nur noch Rotationsenergie. Aber die ist ja auch gering bei statischen Feldern.

#10

Hallo

Ja, ich hab mal gehört, dass ein Katalysator vereinfacht
nichts anderes ist als ein „Reaktionsordner“.

ein Kat verringert (vereinfacht gesagt) die Aktivierungsenergie
Guckst Du http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Aktivierungsenergi…
Eine Änderung der ‚Ordnung‘ findet erst mal nicht statt.

Wie der Kat arbeitet, ist unterschiedlich und man muß zwischen Katalysator und Initiator unterscheiden.

Gandalf