Big Bang HTL 2, Schulbuch

72 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Die Geschwindigkeit einer Reaktion hängt von verschiede- nen Faktoren ab: 1. Temperatur: Teilchen benötigen genügend Energie, um bei einem Zusam- menstoß auch miteinander zu reagieren ® je höher die Temperatur, desto höher ist auch die Reaktionsgeschwindig- keit. Das liegt daran, dass sich die Teilchen bei höherer Temperatur schneller bewegen. Dadurch haben mehr Teil- chen ausreichend Energie, um bei einem Zusammenstoß auch eine Reaktion auszulösen. Faustregel: Erhöht man die Temperatur um 10 °C, so verdoppelt sich die Reaktions- geschwindigkeit!!! Durchführung: 1 Reagenzglas 5 cm hoch mit Lösung A füllen 1 Reagenzglas 5 cm hoch mit Lösung B füllen. Jeweils die Temperatur messen. Dann den Inhalt beider Proberöhren gleichzeitig in das Becherglas gießen und die Zeit stoppen, bis die Lösung blau wird. Den Versuch bei verschiedenen Temperaturen der Anfangs- stoffe wiederholen und in einer Tabelle festhalten. Aufgabe: Stelle fest, welchen Einfluss die Temperatur auf die Reak- tionsgeschwindigkeit hat. V 5.5 Abhängigkeit der Reaktions- geschwindigkeit von der Oberfläche Geräte und Chemikalien: Salzsäure HCl 15%ig , Kalkstücke (Durchmesser etwa 1–2mm), Kalkpulver CaCO 3 , Becherglas 100ml, Messzylinder 10ml, Stoppuhr Durchführung: In ein Becherglas 100ml werden 0,4g Kalkstücke eingewo- gen und mit genau 10ml Salzsäure versetzt. Man misst die Zeit, bis die Gasentwicklung aufhört. Versuch mit 0,4g Kalkpulver wiederholen. Aufgaben: Welchen Einfluss hat die Oberfläche auf die Reaktionsge- schwindigkeit? e 2. Art der beteiligten Stoffe: Die an einer Reaktion beteiligten Teilchen benötigen die richtige Orientierung beim Zusammenstoß ® kleine Mole- küle und Ionen reagieren schneller als Riesenmoleküle. 3. Oberfläche des Stoffes (bei Feststoffen): Je größer die Oberfläche, desto schneller die Reaktion. Das kann bis zur Explosion gehen. Fein pulvrige Metallstäube können genauso explodieren wie Mehlstaub, Kakaopulver und Kohlestaub. Aber auch organisch-chemische Stoffe wie fein verteilter Gummi, Polyester, PTFE (Polytetrafluorethen = Teflon) oder versprühte Lacke und Farben können gefährlich werden. Es braucht nur die richtige Verteilung und einen Zündfunken, schon kommt es zu explosionsartigen Reak- tionen mit dem Sauerstoff der Luft. Staubexplosionen ver- ursachen immer wieder schwere Unfälle mit Toten und Ver- letzten ( F22 ). 4. Konzentration: Konzentration = Anteil eines Stoffes in einem Gemisch Je konzentrierter z. B. eine Lösung, desto mehr Zusammen- stöße können stattfinden, und desto schneller läuft die Reaktion. Bei Gasen erhöht sich die Konzentration mit dem Druck , da- her ist bei Gasreaktionen die Geschwindigkeit umso größer, je höher der Druck ist. (Je höher der Druck, desto enger sind die Gasteilchen beisammen, desto mehr Zusammenstöße können stattfinden). Info: Konzentrationsangaben in der Chemie 5. Katalysator: Das Vorhandensein eines Katalysators erhöht die Geschwin- digkeit einer Reaktion enorm. Die Änderung des zeitlichen Ablaufs durch Einsatz eines Katalysators nennt man auch Katalyse . Sie ist so wichtig, dass sie ein eigenes Kapitel bekommt, Kapitel 5.6! Geschwindigkeitsgleichung: Man kann die Reaktionsgeschwindigkeit auch durch eine Gleichung ausdrücken. A + B ® C + D Die Anfangsstoffe A und B reagieren zu den Endstoffen C und D. Die Geschwindigkeitsgleichung für diese Reaktion lautet: v R = k · c (A) · c (B) v R … Reaktionsgeschwindigkeit c (A), c (B) … Konzentrationen der betreffenden Stoffe k … Geschwindigkeitskonstante (abhängig von allen ande- ren vorher genannten Faktoren außer der Konzentration) Sollten Koeffizienten in einer Gleichung vorkommen, so werden diese den mathematischen Regeln entsprechend als Hochzahlen angeschrieben. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv