Elemente und Moleküle, Maturatraining

36 Aufgabe 12 Chemische Reaktionen gehemmt Fragestellung: Chemische Reaktionen laufen oft sehr unterschiedlich schnell ab. Die Reaktionsgeschwindigkeit hat aber nichts mit der bei der Reaktion freiwerdenden Energie zu tun. So sind beispielsweise Detonationsreaktionen von Sprengstoffen trotz der großen Energiefreisetzung viel langsamer als Säure-Base-Reaktionen, die vergleichsweise geringe Energie freisetzen. Um die obenstehende Frage beantworten zu können, muss man sich auch überlegen, wie die Geschwindigkeit einer Reakti- on von äußeren Faktoren beeinflusst wird. Zusätzlich ist es notwendig den Begriff des Katalysators kritisch zu betrachten. Bücher: „Elemente“ – Seiten 50, 55 „ELMO“ – Seiten 40 bis 41, 46 Wichtige Begriffe: Endotherm – exotherm, Reaktionsgeschwindigkeit, Katalysator Fragen und Aufgaben: Lösungen der Fragen und Aufgaben: el: Elemente, mo: Moleküle, elmo: 1. Konzentrationserhöhung (bei Gasreaktionen Druckerhö- hung ) – erhöht die Zahl der Zusammenstöße, also auch die der erfolgreichen Zusammenstöße von Teilchen. Temperaturerhöhung – erhöht die Zahl der schnellen Teilchen und damit die Zahl der erfolgreichen Zusam- menstöße Katalysator – verringert die notwendige Aktivierungs- enthalpie, damit können auch langsamere Teilchen reagieren V reakt. = k . cA . cB … k = Reaktionsgeschwindigkeits- konstante. Sie ist temperaturabhängig und ein Maß für Aktivierungsenthalpie (verkehrt prop.) Diagramme: el–S–52 und 55; elmo–S–40 und 46 2. Reaktion beschleunigt durch c bzw. p (bei Gasen) Erhö- hung, T Erhöhung und Katalysator. Katalysator beschleunigt eine Reaktion. Sie läuft aber ausschließlich in der Richtung in der sie freiwillig ab- läuft. Diagramm: el–S–55; elmo–S–46 3. Zerfall von NaCl in Na und Cl 2 keine freiwillige Reaktion, auch mit Katalysator nicht. TRA REP REF 1. Erläutern Sie mit einem Diagramm für den Energieverlauf während der Reaktion, was die Reaktionsgeschwindig- keit beeinflusst. Erklären Sie dazu den Unterschied der Begriffe Reaktionsenthalpie und Aktivierungsenthalpie. Formulieren Sie einen mathematischen Zusammenhang zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und der Konzen- tration der Reaktionspartner. 2. Wie kann man chemische Reaktionen beschleunigen? Gehen Sie auf die Abhängigkeit von Konzentration, Druck und Temperatur ein. Wie wirkt in diesem Zusammenhang ein Katalysator? Stellen sie auch die Wirkungsweise eines Katalysators grafisch in einem Diagramm dar. 3. In einem Science-Fiction-Roman wollten fiktive Außerirdische die Erde erobern. Ihr Stoffwechsel sollte statt mit Sauerstoff als Oxidationsmittel mit Chlor funktionieren. Die „Chloratmer“ entwickelten daher einen Katalysator, der das Natriumchlorid des Meerwassers in Natrium und Chlor zerlegt. Dieser sollte, in großen Mengen ins Meer geworfen, unsere Atmosphäre zu einer Chloratmosphäre umwandeln. Begründen Sie ob von der Theorie des Katalysators dieses Konzept denkbar ist. Info-Box Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv