Reaktionsordnung < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:57 Di 12.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
| Aufgabe | Butadien (A) reagiert zum Carbonzyklus (B).
Folgende Messergebnisse wurden erhalten:
Konzentration an (A) [mmol/l] Zeit (s)
10 0
6,25 1000
4,76 1800
3,7 2800
3,13 3600
2,7 4400
2,41 5200
2,08 6200
Bestimmen sie die Reaktionsordnung, und die Geschwindigkeitskonstante. |
Hallo,
ich habe absolut keine Ahnung, wie ich hier "beginnen soll".
Kann mir evtl. jemand bitte einen Tipp geben?
Vielen Dank
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:30 Di 12.04.2011 | | Autor: | wattwurm83 |
Die Lösung kannst du mittels gängigen Gleichungen der Reaktionstechnik lösen.
du musst von einer der Reaktionsorndung ausgehen,
z.B. erste oder zweite, und beweist das quasi durch eine gleihbleibende Geschwindigkeitskonstante...
die Lösung ist wahrscheinlich:
n = 2
k ~ 6,.. * 10^(-5) L/mmol*s
Begründung:
Reaktion zweiter Ordnung ist immer, wenn etwas zu etwas reagiert...
und daraus kannst du dann mit gängingen Gleichungen k berechnenen
[mm] http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC2/Kap_I/Reak_n_Ord.htm
[/mm]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:24 Mi 13.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo,
sorry, das war jetzt gerade ein wenig viel :).
Ich habe mal versucht deine Tipps zu verwenden, aber ich habe das leider so gut wie nicht verstanden.
Kannst du mir das evtl .ein wenig verständlicher erklären?
Wäre dir wirklich dankbar dafür.
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Huhuuu,
Frage: Wie tief sind deine Grundkenntnisse in Reaktionstechnik bzw. -kinetik?
Kennst du den unterschied zwischen Reaktionen 0ter bis nter Ordnung?
also erstmal musst du feststellen wie groß deine Geschwindigkeitskonstante ist.
Da du Messwerte hast könntest du diese grafisch auftragen.
Es wird irgendwas polynomisches rauskommen.
Jetzt könntest du über den Anstieg dir k berechnen.
[mm] -\bruch{dc_{A}}{dt}=k*c_{A}^{n} [/mm]
Da das alles sowieso kompliziert ist könntest du dir ein Excel-Sheet entwickeln wo du alle Reaktionsordnungen mal durchspielst nach folgender Gleichung:
[mm]t_{k}=\bruch{1}{(n-1)*k}*(c_{A}^{1-n}-c_{A0}^{1-n}) [/mm]
deine Anfangskonzentration ist immer [mm] c_{A0} = 10 mmol/l [/mm]
deine Konzentration [mm] c_{A} [/mm] ist von deiner verstrichenen Zeit abhängig...
Jetzt kannst du halt alles mal durchspielen und wenn k weitesgehend über alle Berechungen konstant ist, dann hast du deine Geschwindigkeitskonstante und deine Reaktionsordnung.
Am besten überprüfst du die Konstanz über den Mittelwert. passt der gut rein (also sind die Abweichungen untereinander sehr gering), kannst du die Geschwindigkeitskonstante als konstant ansehen...
Hast du Lösungen dazu?
Ich habe mir mal schnell ein Excel-Sheet dazu gebastelt und packe es dir hier als pdf mit rein...
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") Datei-Anhang
Gruß
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: pdf) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:02 Mi 13.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Also erst einmal danke.
Ich blick jetzt denke mal auch schon ein wenig durch :).
Habe ich das denn in dem Sinne richtig verstanden, das ich das richtige Lösungsergebnis nur durch "probieren" bestimmen kann?
Also ich schauen muss, (wie du schon beschrieben hast), wo die Geschwindigkeitskonstante gleich ist??
Nur ich habe da jetzt nur noch ein kleines Defizit...
In meiner Lösung habe ich auch die Reaktionordnung = 2 angegeben.
Nur bei der Geschwindigkeitskonstante habe ich als Lösung gegeben: [mm] 3*10^{-5}/(mmol*s)
[/mm]
Das wäre ja etwa die Hälfte von deinem Ergebnis., oder?
Was ist denn nun richtig?
Vielen Dank
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Da du weder eine Geschwindigkeitskonstante noch eine Ordnungszahl hast kannst du es quasi nur so ermitteln.
Es gibt noch die Möglichkeit über die Halbwertszeit.
Das heißt wie lange ein Stoff braucht um bis zur Hälfte umgesetzt zu sein.
für die Reaktion 2ter Ordnung gilt dazu: [mm] \tau_{1/2} = \bruch{1}{k*c_{A0}} [/mm]
In deiner Datenreihe könntest du also auch über eine von Excel bestimmte Gleichung die Zeit berechnen lassen, bei der nur noch 5 mmol/l vorhanden sind. diese Halbwertszeit ermöglicht dir dann die Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten k.
> Was ist denn nun richtig?
> In meiner Lösung habe ich auch die Reaktionordnung = 2
Dann ist deine Lösung falsch,
wenn es sich wirklich um eine Reaktion 2ter Ordnung handelt dann würde sich aus der komplizierten Gleichung eine einfachere für die Reaktionsdauer ergeben:
[mm]\bruch{1}{c_{A}}-\bruch{1}{c_{A0}}=k*t [/mm]
dort kommst du auch auf [mm] ~6*10^{-5}. [/mm]
Die angegebene Einheit der Lösung ist übrigens auch falsch. ![[aufgemerkt]](/images/smileys/aufgemerkt.gif "[aufgemerkt]")
Wenn du das alles nach den Einheiten auflöst ergibt sich [mm]\bruch{l}{mmol*s}[/mm] hatte ich auch schon im ersten Post geschrieben...
jetzt kannste auf jeden Fall angeben, falls dein Professor anderer Meinung ist oder sagen was im Buch alles so falsch ist.
> Also erst einmal danke.
Bitte... 
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:42 Do 14.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo nochmal,
also ich hatte jetzt nochmal mit meinem Professor gesprochen, und er meinte das das Ergebnis was mir vorliegt doch richtig sein sollte.
Er hat es so begründet, das wir ja den "Anstieg" berechnen, und dabei "durch 2k teilen".
Also dadurch das Ergebnis auch nur die "Hälfte von deiner Lösung beträgt".
Hmm, was stimmt denn nun?
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Ähm...nein - dein Professor hat leider Unrecht.
Auch Professoren irren sich, wollen es aber selten wahr haben.
Wenn du das Ergebnis durch 2k teilen würdest kommst du niemals auf die von deiner Lösung angegebenen Einheit! Alleine daran ist das festzumachen.
Dein k ist doch der berechnete Anstieg - wie können Professoren nur sowas Falsches erzählen. dein k gibt die Konzentrationänderung über die Zeit an.
Ich mache mir mal die Arbeit und erkläre es mal so. Guck dir mal Grafik an.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Aufgetragen sind die Kehrwerte deiner Konzentrationen gegen die Zeit.
Dein Anstieg beschreibt k. Wie wird der Anstieg berechnet?
Richtig ganz simpel - "...das ist Grundschulniveau.." (ein Zitat meines Professors ).
Anstieg m >>> [mm] m=\bruch{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}} [/mm]
und da kommst du auf das von mir berechnete k.
Das k für Reaktionen zweiter Ordnung werden nun mal über die Kehrwerte der Konzentrationsdifferenzen bestimmt. Das ergibt nunmal die Herleitung dazu.
Warum sollte man also durch 2k teilen? Verstehe ich nicht.
Also das was dein Professor erzählt ist leider...ähm: ![[keineahnung]](/images/smileys/keineahnung.gif "[keineahnung]")
Aber vielleicht meint er ja noch was anderes...
Übrigens: Über die Anstiegsberechnung wie hier kommst ud auch auf deine richtige Einheit der Geschwindigkeitskonstanten...
Gruß
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:03 Mi 13.04.2011 | | Autor: | ONeill |
Hi!
Es wäre schön gewesen, wenn Du die Verbindungen A und B auch aufgemalt hättest. Denn das gibt Dir bereits den ersten Hinweis auf die Reaktionsordnung.
Plotte einfach mal die Konzentrations-Zeit-Kurve, dann wirst Du sehr schnell sehen, um was für eine Reaktion es sich handelt. Bei komplizierteren Reaktionen könntest Du, wie von Wattwurm bereits erläutert, die Messdaten auftragen und dann einen Fit anlegen. Je nachdem welcher Fit am besten passt bekommst Du deine Reaktionsrdnung.
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:40 Mi 13.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo,
also ich versuche mir jetzt mal, dank eurer Hilfe, einen Durchblick zu verschaffen :).
Mal schauen ob ich das schaffe.
Und ich habe auch mal noch die Reaktiongleichung gefunden, und hänge sie dann mal als Anhang an.
Nur inwiefern bekomme ich da dann einen Hinweis auf die Reaktionsordnung?
Kann mir das jemand bitte mal kurz erklären :)?
Vielen Dank
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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Das ist eine [4+4]-Cycloaddition...
solche Reaktionen laufen immer photochemisch ab
typische Reaktion zweiter ordnung!
In diesem Falle reagieren zwei Edukte zu einem oder mehreren Produkten. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist abhängig von den Konzentrationen der Ausgangsstoffe...
Wenn dein Edukt einfach nur Zerfallen würde dann hättest du eine Rkt. 1ter Ordnung...
Gruß
€dit: Informiere dich mal über die verschiedenen Reaktionsordnungen und dir wird vieles einfacher fallen >>> "physikalische Chemie" von Atkins & de Paula
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:42 Mi 13.04.2011 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Begründung:
> Reaktion zweiter Ordnung ist immer, wenn etwas zu etwas
> reagiert...
Naja das ist jetzt keine Definition, einer Reaktion zweiter Ordnung 
Einige Detaills finden sich hier: [Reaktionskinetik||Reaktionskinetik]
>
> [mm]http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC2/Kap_I/Reak_n_Ord.htm[/mm]
URL´s musst Du in folgende Klammern setzen: [url]www....[/url]
Gruß Christian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:00 Mi 13.04.2011 | | Autor: | wattwurm83 |
*lach*
ich war gestern auch ziemlich in Eile, deswegen ist das alles ein bissel konfus...
Gruß
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:40 Fr 15.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo,
ich habe jetzt mal eine Erklärung von meinem Professor bekommen.
Und ich schreib das jetzt mal auf, vielleicht kann mir ja jemand erklären wo der Fehler ist.
[mm] -\bruch{1}{2}\bruch{d[A]}{dt}=k*[A]^{2}
[/mm]
[mm] -\bruch{d[A]}{[A]^{2}}=2k*dt [/mm] --> mit k'=2k
Integration beider Seiten von [mm] [A]_{0} [/mm] bis [A] bzw. von t=0 bis t
Lösung:
[mm] \bruch{1}{[A]}=\bruch{1}{[A]_{0}}-k'*t
[/mm]
Und so ist er warscheinlich zu der Ansicht gekommen, das man irgendwo noch durch 2 teilen muss.
Aber nochmal eine Frage.
Ich finde doch die Reaktionsordnung durch "probieren" heraus.
Kann ich da sagen, das wenn die Funktion (die ich in einem Koordinatensystem zeichne) linear ist ich die richtige Reaktiosordnung habe?
Wäre das kurz gesagt auch richtig?
Vielen Dank
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(Antwort) fertig | | Datum: | 10:02 Sa 16.04.2011 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Aber nochmal eine Frage.
> Ich finde doch die Reaktionsordnung durch "probieren"
> heraus.
> Kann ich da sagen, das wenn die Funktion (die ich in einem
> Koordinatensystem zeichne) linear ist ich die richtige
> Reaktiosordnung habe?
>
> Wäre das kurz gesagt auch richtig?
Wenn Du eine Reaktionsordnung ermitteln willst, dann ist es am anschaulichsten, wenn Du eine Gerade heraus bekommst, da sich die Gleichungen für niedrige Ordnungen auch recht leicht linearisieren lassen.
Bsp:
Reaktion erster Ordnung:
[mm] ln\left(\frac{c}{c_0}\right)=-kt
[/mm]
Auftragen von [mm] ln\left(\frac{c}{c_0}\right) [/mm] gegen t. Handelt es sich um eine Reaktion erster Ordnung, so erhälst Du eine Gerade mit der Steigung -k.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Gruß Christian
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: GIF) [nicht öffentlich]
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 16:53 So 08.05.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo nochmal.
Ich habe jetzt nochmal mit meinem Professor gesprochen.
Und er besteht weiterhin auf das Ergenis [mm] 3*10^{-5}...
[/mm]
Er hat mir auch nochmal eine Reaktionsgleichung gegeben, die ich in den Anhang packe...
Er begründet es so, ich muss den Anstieg der "Geraden" noch durch 2 teilen, da es sich um 2 "Reaktionsteile" handelt.
Hat er recht?
Vielen Dank schon einmal.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Frage) überfällig | | Datum: | 23:12 Mo 09.05.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo nochmal...
ich möchte bitte noch einmal was fragen...
Wenn ich jetzt eine Reaktion 2.Ordnung habe.
Und ich lasse "2 Ausgangsstoffe" so wie in der obigen Frage angehangenen Skizze reagieren.
Muss ich das Geschwindigkeits Zeit Gesetzt dann so aufstellen...
[mm] -\bruch{1}{2}\bruch{d[A]}{dt}=k*[A]^{2}
[/mm]
[mm] -\bruch{d[A]}{[A]^{2}}=2k*dt [/mm] k'=2k
[mm] -\integral_{[A]_{0}}^{[A]}{\bruch{d[A]}{[A]^{2}}}=k'*\integral_{t=0}^{t}{dt}
[/mm]
[mm] \bruch{1}{[A]}=\bruch{1}{[A]_{0}}+k'*t
[/mm]
Wäre das so richtig?
Vielen Dank, wenn mir das jemand beantworten könnte.
Denn dann kann ich das mal meinem Professor mal vorlegen, und dann weis ich hoffentlich ob er richtig liegt oder nicht.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:20 Mi 11.05.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:21 Di 10.05.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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