Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name ______________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Übungsbeispiele zur Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten bei der
Reaktion von Magnesium mit Ameisensäure, Essigsäure oder Salzsäure

 

Beispiel 1:

Arbeitsaufträge:

1. Erstelle als erstes ein entsprechendes Volumen-Zeit-Diagramm.

2. Berechne aus den Volumina Wasserstoff V(H2) die entsprechenden Stoffmengen Wasserstoff n(H2) mit Vmn = 24 L/mol.

3. Erstelle aus 5 selbst gewählten Wertepaaren im inneren 4/5-Bereich des Diagramms die entsprechenden Differenzenwerte und Differenzenquotienten Δn(H2), Δt, und zuletzt Δn(H2)/Δt und trage diese Werte in ein Diagramm ein. Auf der x-Achse sind die zu den Δn(H2)/Δt gehörenden n(H2)-Werte abzutragen.

4. Verbinde die Punkte, die annähernd auf einer Geraden liegen, manuell und graphisch nach der Methode der "graphischen Interpolation".

5. Bestimme die Steigung dieser Regressionsgeraden als Δy/Δx-Wert.

6. Bei Fragen studiere nochmals genau das Anleitungsblatt "Wie bestimmt man eine Geschwindigkeitskonstante?"

 

 

V [ml]

t [s]

0

0

30

10

49

20

63

30

72,5

40

81

50

86

60

91,5

70

95,5

80

Beispiel 2:

Arbeitsaufträge:

1. Erstelle als erstes ein entsprechendes Volumen-Zeit-Diagramm.

2. Berechne aus den Volumina Wasserstoff V(H2) die entsprechenden Stoffmengen Wasserstoff n(H2) mit Vmn = 24 L/mol.

3. Erstelle aus 5 selbst gewählten Wertepaaren im inneren 4/5-Bereich des Diagramms die entsprechenden Differenzenwerte und Differenzenquotienten Δn(H2), Δt, und zuletzt
Δ
n(H2)/Δt und trage diese Werte in ein Diagramm ein. Auf der x-Achse sind die zu
den
Δn(H2)/Δt gehörenden n(H2)-Werte abzutragen.

4. Verbinde die Punkte, die annähernd auf einer Geraden liegen, manuell und graphisch nach der Methode der "graphischen Interpolation".

5. Bestimme die Steigung dieser Regressionsgeraden als Δy/Δx-Wert.

6. Bei Fragen studiere nochmals genau das Anleitungsblatt "Wie bestimmt man eine Geschwindigkeitskonstante?"

 

 

V [ml]

t [s]

0

0

30

15

54

30

74

45

84

60

91

75

94

90

96

105

97

120

98

135

98

150

99

165

 
Lösungen
Beispiel 1: Quelle: Reaktion von Magnesium mit Salzsäure, Beispiel aus W. Jansen: Reaktionskinetik

 

k = -3,0 * 10-2 s-1      Literaturwert: 3,2*10-2 s-1

Natürlich hängen die Werte stark von der Steigung der Ausgleichgeraden ab.

 

V [ml]

t [s]

Δ t

n(H2)

Δ n(H2)/ Δt

0

0

0

0,00E+00

30

15

15

1,25E-03

8,33E-05

54

30

15

2,25E-03

6,67E-05

74

45

15

3,08E-03

5,56E-05

84

60

15

3,50E-03

2,78E-05

91

75

15

3,79E-03

1,94E-05

94

90

15

3,92E-03

8,33E-06

96

105

15

4,00E-03

5,56E-06

97

120

15

4,04E-03

2,78E-06

98

135

15

4,08E-03

2,78E-06

98

150

15

4,08E-03

0,00E+00

99

165

15

4,13E-03

2,78E-06

Tabelle 1:
Berechnung von  Δt, n(H2) und dem Quotienten
Δ n(H2)/ Δt

 
Beispiel 2:   Quelle: Reaktion von Magnesium mit Salzsäure, Beispiel aus Wambach, Materialienband 3, S.29




Die folgenden Daten sind aus einem entsprechenden Diagramm entnommen.

Δy = 1,0*10-4 mol/s ,auf der x-Achse abgemessen.

18,42 cm = 0,004 mol  ==> 11,6 cm = 0,004 mol /18,42 cm * 11,6 cm
= 2,519*10-3 mol, entsprechendes Δx des Steigungsdreiecks

Δy/Δx = 1*10-4 mol/s / 2,519 10-3 mol = 3,97*10-2 s-1

k = 3,97*10-2 s-1  Literaturwert: 2,54*10-2 s-1

 

 

V [ml]

t [s]

Δ t

n(H2)

Δ n(H2)/ Δt

0

0

0

0,00E+00

30

10

10

1,25E-03

1,25E-04

49

20

10

2,04E-03

7,92E-05

63

30

10

2,63E-03

5,83E-05

72,5

40

10

3,02E-03

3,96E-05

81

50

10

3,38E-03

3,54E-05

86

60

10

3,58E-03

2,08E-05

91,5

70

10

3,81E-03

2,29E-05

95,5

80

10

3,98E-03

1,67E-05

Tabelle 2:
Berechnung von  Δt, n(H2) und dem Quotienten
Δ n(H2)/ Δt

 

update: 10.04.2017                                                                                                                                                                              zurück        zur Hauptseite