=for timestamp
Mo Okt 25 17:17:23 CEST 2004

=head2 Geschwindigkeit bei Reaktionen

=for comment
Stunde vom (wahrscheinlich) 22.10.2004 (/me was krank).

=over

=item Versuch

Salzsäure reagiert mit Magnesium

=item Erklärung

M<2 HCl + Mg \longrightarrow MgCl_2 + H_2>

=item Beobachtung

Das M<Mg>-Pulver reagiert schneller mit der Salzsäure als die M<Mg>-Späne.

=back


=over

Definition: M<\text{Reaktionsgeschwindigkeit} =
\frac{\text{Stoffumsatz}}{\text{Zeit}};>

=back


(Hier: Siehe Abbildung zu 'Geschwindigkeit bei Reaktionen'.png)


=for timestamp
Di Nov  9 15:57:14 CET 2004

=for comment
Ab hier DaRef Trebbels

=head3 Einflussgrößen auf die Reaktionsgeschwindigkeit

=head4 Abhängigkeit vom Zerteilungsgrad

=over

=item Versuch

Änderung des Zerteilungsgrades von Magnesium mit Salzsäure

=item Beoabachtung

Heftige Gasentwicklung (M<H_2>)

=item Ergebnis

M<Mg + 2HCl \longrightarrow H_2 + MgCl_2>

Red.: M<2H_3O^+ + 2e^- \longrightarrow H_2 + 2H_2O>

Ok.: M<Mg \longrightarrow Mg^{2+} + 2e^->

⇒ M<2H_3O^+ + Mg \longrightarrow Mg^{2+} + H_2 + 2H_2O>

=back

Bei feinerer Verteilung wird die Oberfläche des Feststoffes vergrößert. Damit
wächst die Zahl und somit die Konzentration der reaktionsbereiten Teilchen an
der Oberfläche. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird dadurch gesteigert.

=head4 Anwendungen im Alltag

=over

=item *

Wirbelschichtverfahren

=item *

Lunge

=item *

Darm

=back

=head4 Abhängigkeit von der Temperatur

=over

=item Versuch

Zwei Reagenzgläser, beide mit 0,1 molarer Thiosulfatlösung, das eine erhitzt,
das andere nicht

=item Beobachtung

=over

=item *

Trübung

=item *

Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit bei steigender Temperatur

=back

=back

=helper MyBook::Helper::Image

Abbildung zur Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur.png

=hend

Beispiel: M<NO_2 + CO \longrightarrow NO + CO_2>

Ein erfolgreicher Zusammenstoß setzt eine Mindestenergie und die richtige
Orientierung der Teilchen voraus.

Bei Erhöhung der Temperatur wird die Anzahl der Teilchen, die die
Mindestenergie überschreiten, größer. Für den Reaktionserfolg von Teilchen ist
der Zusammenstoß von Teilchen mit einer bestimmten, für das jeweilge
Stoffsystem typischen, kinetischen Mindestenergie erforderlich.

RGT-Regel: Bei einer Temperaturerhöhung um M<10 ^\circ\mathrm{C}> verdoppelt
bis verdreifacht sich die Reaktionsgeschwindigkeit (in einem Temperaturbereich
von M<0 ^\circ\mathrm{C}> bis M<40 ^\circ\mathrm{C}>).


=for timestamp
Sa Nov 13 14:58:51 CET 2004

=head4 Abhängigkeit von der Konzentration

=over

=item Versuch

Natriumthiosulfatlösungen (verschiedener Konzentration) mit verdünnter
Salzsäure

=item Beobachtung

Je höher die Konzentration an Natriumthiosulfatlösung, desto schneller erfolgt
die Reaktion (Trübung).

=back

Fazit: M<t \sim \frac{1}{c};>

Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist proportional dem Produkt der
Konzentration der Ausgangsstoffe. Bei höherer Konzentration ist die
Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei Teilchen treffen, größer als bei nieder
Konzentration (nach der Kollisionstheorie).

M<<
{} \begin{array}{rcl|l}
{}   \left(S_2O_3\right)^{2-} + 2H_3O^+ & \longrightarrow & H_2S_2O_3 + 2H_2O \qquad & \text{schnell} \\
{}   H_2S_2O_3 & \longrightarrow & S + SO_2 + H_2O \qquad & \text{langsam} \\
{}   8 S & \longrightarrow & S_8 & \\
{}   \text{Gesamtreaktion:} & & & \\
{}   \left(S_2O_3\right)^{2-} + 2H_3O^+ & \longrightarrow & S + SO_2 + 3H_2O &
{} \end{array}
>>

Die langsamste Teilreaktion ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt.

Massenwirkungsprodukt

=helper MyBook::Helper::Image

Abbildung zum Massenwirkungsprodukt.png

=hend


=for timestamp
Di Nov 16 16:53:23 CET 2004

Beispiel: M<H_2 + I_2 \longrightarrow 2HI> ⇒ M<RG = \left(k_1 \cdot k_2 =
k\right) \cdot c(H_2) \cdot c(I_2);>

Die Geschwindigkeit einer chemischen Rekation ist proportional dem Produkt der
Konzentration der Ausgangsstoffe.

=head4 Abhängigkeit vom Druck

=over

=item Versuch

Einleiten von M<CO_2> in Wasser mit unterschiedlich hohem Druck

=item Beobachtung

Bromthymolblau wechselt Farbe von Blau nach Gelb.

=item Auswertung

=for comment
Diese Zeile hier ham wir erst nächste Stunde aufgeschrieben.

M<CO_2 + H_2O \stackrel{\text{Druck}}{\longrightarrow} H_2CO_3
\stackrel{H_2O}{\longrightarrow} H_3O^+ + HCO_3^->

=back

Fazit: Druckerhöhung beschleunigt Reaktionen bei denen mindestens ein
gasförmiger Reaktionspartner beteiligt ist.

=for timestamp
Do Nov 18 16:51:25 CET 2004

=helper MyBook::Helper::Image

Abbildung zur Druckabhängigkeit.png

=hend

Fazit: Die Reaktionsgeschwindigkeit ist dem Druck direkt proportional, da eine
Druckerhöhung eine Konzentrationserhöhung bewirkt.

=head4 Abhängigkeit vom Katalysator

=over

=item Versuch

Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid mit Platin

=item Beobachtung

Gasentwicklung

=item Auswertung

M<2H_2O_2 \stackrel{Pt}{\longrightarrow} O_2 + 2H_2O>

=back


=over

=item Versuch

Katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid mit Braunstein (M<MnO_2>)

=item Beobachtung

Glimmspanprobe fällt positiv aus, Gasentwicklung.

=item Auswertung

M<2H_2O_2 \stackrel{MnO_2}{\longrightarrow} O_2 + 2H_2O>

=back

Heterogene Katalyse: Katalysator und reagierende Stoffe liegen in verschiedenen
Phasen vor (hier: fest/flüssig).


=over

=item Versuch

Iodidkatalysierte Wasserstoffperoxidzersetzung

=item Beobachtung

Glimmspanprobe positiv

=item Auswertung

M<<
{} \begin{array}{rcl}
{}   I^- + H_2O_2  & \longrightarrow & IO^- + H_2O \\
{}   IO^- + H_2O_2 & \longrightarrow & I^- + H_2O + O_2 \\
{}   \text{Gesamtreaktion:} & & \\
{}   2H_2O_2       & \longrightarrow & 2H_2O + O_2
{} \end{array}
>>

=back

Homogene Katalyse: Der Katalysator gehört der gleichen Phase an wie das
Reaktionssystem (hier: flüssig/flüssig).


=for timestamp
Sa Nov 20 16:25:20 CET 2004

Fazit: Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen durch Herabsetzen der
Aktivierungsenergie. Sie liegen nach der Reaktion unverändert vor.

=over

=item 1.

Diffusion der Reaktionspartner zur Katalysatoroberfläche

=item 2.

Adsorption der Moleküle auf der Oberfläche

=item 3.

Reaktion auf der Oberfläche:

Da bei den adsorbierten Sauerstoffmolekülen die M<>O-M<O>-Bindung gelöst wird,
können nun auftretende Wasserstoffmoleküle mit ihnen in Wechselwirkung treten.
Unter Spaltung der M<H>-M<H>-Bindung bilden sie mit den Sauerstoff-Molekülen
Wasser-Moleküle.

=item 4.

Desorption der Reaktionsprodukte von der Oberfläche

=item 5.

Diffusion der Reaktionsprodukte von der Katalysatoroberfläche in die
angrenzende Phase.

=back

=helper MyBook::Helper::Image

Abbildung zur Katalysatorabhängigkeit.png

=hend