Reaktive Stofftransportprozesse kommen in vielen Anwendungen der Chemietechnik vor. Obwohl diese Phänomene schon seit langem Gegenstand zahlreicher Untersuchungen sind, wurde ein vollständiges Verständnis der physico-chemischen Mechanismen bisher noch nicht erreicht. Detaillierte Erkenntnisse über diese Prozesse, insbesondere das lokale Zusammenspiel zwischen der zweiphasigen Hydrodynamik, dem Stofftransport und den chemischen Reaktionen, wurden in den letzten Jahren mittels Direkter Numerischer Simulationen gewonnen. Diese Art der Simulation ist heutzutage noch rechenintensiv. Da die Konzentrationsgrenzschichten an Blasengrenzflächen beachtlich dünner sind als die Geschwindigkeitsgrenzschicht, erfordert eine genaue Lösung der Spezieskonzentrationstransportgleichungen eine deutlich höhere numerische Auflösung als für die Zweiphasenhydrodynamik. Zwei unterschiedliche numerische Techniken wurden in dieser Arbeit mit dem Ziel der Linderung des Mehrskalenproblems entwickelt. In beiden Fällen wird das hydrodynamische Problem mittels einer Arbitrary Lagrangian-Eulerian Interface-Tracking-Methode angegangen, jedoch unterscheiden sich die Verfahren in der Behandlung des Stofftransportes. Der erstgenannte Ansatz basiert auf den sogenannten Radial Basis Functions, mit denen eine Finite-Differenzen-Methode für unstrukturierte Punktmengen formuliert wird. Letzterer verwendet das Finite-Volumen-Verfahren auf einem Gitter, das durch eine spezalisierte Verfeinerung des Netzes, welches für die zweiphasige Hydrodynamik verwendet wird, erhalten wird. In der vorliegenden Arbeit wurde eine systematische Analyse von reaktiven Stoffaustauschprozessen aus einzelnen aufsteigenden Blasen mit signifikanten Grenzflächenverformungen, d.h. relevanten technischen Durchmessern, mittels 3D Direkten Numerischen Simulationen durchgeführt. Zwei unterschiedliche prototypische Reaktionen wurden berücksichtigt. Simulationen von langsamen zu schnellen Reaktionsintensitäten erlaubten die Beurteilung des Einflusses verschiedener chemischer Zeitskalen auf diese Prozesse. Zusätzlich wurde der Einfluss von niedrigen bis moderaten Diffusionskoeffizienten der Übergangsspezies untersucht. Der letzte Teil der Arbeit wurde dem Vergleich der Simulationsergebnisse mit den Vorhersagen der Filmtheorie gewidmet.