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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Geschwindigkeitsgesetz Katalytischer Zerfall von Wasserstoffperoxid


ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 19:38
Hallo!

Kann mir vielleicht jemand bei folgender Aufgabe helfen:

Beim katalytischen Zerfall von Wasserstoffperoxid
2 H202 -> 2 H20 + 02
wurden die Geschwindigkeiten der Konzentrationsänderung v(R) in Abhängigkeit von der verbliebenen Wasserstoffperoxid-Konzentration c(H2O2) gemessen.
Man fand folgende Werte:

v(R) 8,0 4,9 3,3 2,0 1,5

c(H2O2) 0,64 0,606 0,585 0,57 0,564

1.1 Ermitteln Sie zeichnerisch die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante!

1.2 Welches Sauerstoff-Volumen wird unter Normbedingungen frei, wenn die Wasserstoffperoxid-Konzentration von c(index 0)= 0,88 mol/l auf c(index 1)= 0,64 mol/l abnimmt?

1.3 Wie lange dauert die Freisetzung des unter 1.2 berechneten Sauerstoff-Volumens, wenn die Geschwindigkeit der Konzentrationsänderung (Reaktionsgeschwindigkeit) v(R)= 7,8 * 10(hoch-4) mol/l beträgt?


Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Vielen Dank im Voraus!

Liebe Grüße
Julia

Adam
03.09.2002, 20:14
@Juliaa


Willkommen im Forum!

Bez. deiner Aufgabe:

Überleg Dir erstmal wie das Geschwindigkeitsgesetz für deine Reaktion aussieht :)

v(R)= 7,8 * 10(hoch-4) mol/l beträgt?


Sicher bezüglich der Einheit?

:suspect:


Nicht mol/(l*s) oder mol/(l*min) etc.


.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 20:19
Hallo Adam,

also das Geschwindigkeitsgesetz für die Reaktion müsste doch folgendermaßen lauten:

v = Geschwindigkeitskonstante * c (H2O2)

(v steht für die Reaktionsgeschwindigkeit
c für die Konzentration)

Oder?

Lg
Julia

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 20:39
Ja,

mol/l*s

hab ich wohl vergessen zu tippen. tut mir leid!

Lg
Julia

Adam
03.09.2002, 20:46
Ja,

mol/l*s

hab ich wohl vergessen zu tippen. tut mir leid!



Das macht ja nichts :)


v = Geschwindigkeitskonstante * c (H2O2)



Für mich sieht es nach einer Reaktion zweiter Ordnung aus.

v = k * c(H2O2)2

Man konnte auch versuchen die Reaktionsordnung rech. zu remitteln:


v = k * c(H2O2)x

-> lg(v) = lg(k) + x lg[c(H2O2)]


Jetzt lg(v) gegen lg[c(H2O2)] auftragen.

Der Achsenabschnitt ergibt lg(k) die Steigung x die Ordnung.



.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 20:47
Woran erkenne ich denn genau ob eine Reaktion 1. oder 2. Ordnung ist?

LG
Julia

Adam
03.09.2002, 20:56
Woran erkenne ich denn genau ob eine Reaktion 1. oder 2. Ordnung ist?



Die Potenz, in der die Konz. eines bestimmten Teilchens im Geschwindigkeitsgesetz erscheint, ist die Ordnung der Reaktion bezüglich des Teilchens. Die gesamte Reaktionsordnung ist die Summe der Ordnungen bezüglich aller beteidigten Teilchen.

Schau mal wenn Du Zeit hast hier:

http://ac16.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_9/index.html


.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 20:58
ach so, danke!

und wie löse ich aufgabe 1.1?
also das zeichnerische ermittlen der geschwindigkeitskonstante?

ich muss doch ein geschwindigkeits-konzentrations-diagramm zeichen, oder?

Adam
03.09.2002, 21:03
und wie löse ich aufgabe 1.1?
also das zeichnerische ermittlen der geschwindigkeitskonstante?

ich muss doch ein geschwindigkeits-konzentrations-diagramm zeichen, oder?


Im Grunde habe ich es ja schon geposstet ;)

v = k * c(H2O2)x

-> lg(v) = lg(k) + x lg[c(H2O2)]


Jetzt lg(v) gegen lg[c(H2O2)] auftragen.

Der Achsenabschnitt ergibt lg(k) die Steigung x die Ordnung.


Wenn wir eine Reaktionsordnung von 2 annehmen dann:

v = k * c(H2O2)2


Jetzt in einem Diagramm v gegen c(H2O2)2 auftragen. Die Steigung der Geraden ist k. Und wenn es annähernd eine Gerade ist dann ist es auch eine Reaktion zweiter Ordnung ;)


.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 21:10
v gegen c auftragen...
heißt das v ist die y-achse und c die x-achse oder umgekehrt?
(sorry für die blöde frage)

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 21:30
Okay, ich denke aufgabe 1.1 kann ich dann jetzt lösen!
würdest du mir bei aufgabe 1.2 auch helfen?
wie geh ich das ganze an?

Adam
03.09.2002, 21:32
v gegen c auftragen...
heißt das v ist die y-achse und c die x-achse oder umgekehrt?

Wähle mal:

y -Achse: c

x-Achse: v


.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 21:45
Okay, ich denke aufgabe 1.1 kann ich dann jetzt lösen!
würdest du mir bei aufgabe 1.2 auch helfen?
wie geh ich das ganze an?

Adam
03.09.2002, 21:50
@Juliaa

Wieviel Wasserstoffperoxid wird verbraucht? Die Angaben zu Berechnung hast du ja. Aus der Stöchiometrie kannst Du dann auf die entstehende Sauerstoffmenge schließen.

Über

V = nRT/p kommst Du dann auf das Volumen.




.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 21:53
was ist p?
und wie berechne ich wieviel wasserstoffperoxid verbraucht wird?

upsidedown
03.09.2002, 21:57
Der Druck.
Also wenn nichts anderes dasteht p=1bar = 105 Pa (mit den Pa dann auch rechnen)

Gruß,
UpsideDown

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 21:59
ach so, danke! und wie berechn eich jetzt wieviel wasserstoffperoxid verbraucht wird?

Adam
03.09.2002, 22:03
ach so, danke! und wie berechne ich jetzt wieviel wasserstoffperoxid verbraucht wird?


c0 - c1 = cVerbrauch



.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 22:06
ja klar, hätt ich auch selbst drauf kommen können ;-)

und wie gehts jetzt weiter?

Adam
03.09.2002, 22:17
Es werden 0,24 mol/l an Wasserstoffperoxid verbraucht. Dies entspricht n = 0,24 mol


Aus der Reaktionsgleichung siehst Du, dass aus 2 mol Wasserstoffperoxid 2 mol Wasser und 1 mol Sauerstoff entsteht.

Also: n(O) = 1/2* n(H2O2)


In die Formel V = nRT/p einsetzen und ausrechnen.




.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 22:23
Ich komme auf 2,88 Liter sauerstoff
Könnte das stimmen?

Adam
03.09.2002, 22:31
V = (0,12 mol*8,314 l*bar*mol-1*K -1*298,15K)/ 1,013 bar


Ich komme damit auf V = 2,93 l






.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 22:35
ok!

bei 1.2 muss man da die konzentrationsänderung durch die reaktionsgeschwindigkeit teilen um die zeit heraus zu bekommen?

buba
03.09.2002, 22:37
Originalnachricht erstellt von Adam
V = (0,12 mol*8,314 l*bar*mol-1*K -1*298,15K)/ 1,013 bar

Ich komme damit auf V = 2,93 l
Entweder spinnt mein TR, oder 0,12*8,314*298,15/1,013 = 293,6

Adam
03.09.2002, 22:40
..Räusper..


8,314 * 10-2 muß es lauten :D


Danke buba! :)





.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 22:41
was sind diese 8,314*10(hoch)-2 eigentlich?

löst man aufgabe 1.2 so wie ich es vermute?

Adam
03.09.2002, 22:55
was sind diese 8,314*10(hoch)-2 eigentlich?


Die Gaskonstante (R).


löst man aufgabe 1.2 so wie ich es vermute?


Dein Vorschlag hört sich gut an :)



.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 23:02
Prima!
Dann werd ich das noch berechnen!

Nochmal eine Frage zum Anfang:
Ist die Geschwindigkeitskonstante bei jeder Konzentration des Wasserstoffperoxides verschieden?
Ich habe irgendwie Probleme mir was unter der Geschwindigkeitskonstante vorzustellen...

Adam
03.09.2002, 23:12
Moment mal!


bei 1.2 muss man da die konzentrationsänderung durch die reaktionsgeschwindigkeit teilen um die zeit heraus zu bekommen?


Von welcher Gleichung gehst Du denn dabei aus um t (Zeit) zu erhalten?


Nochmal eine Frage zum Anfang:
Ist die Geschwindigkeitskonstante bei jeder Konzentration des Wasserstoffperoxides verschieden?
Ich habe irgendwie Probleme mir was unter der Geschwindigkeitskonstante vorzustellen...


Wie es der Ausdruck "Konstante" schon sagt es ist eine für diese Reaktion bei der gegebenen Temperatur spezifische Konstante.


.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 23:15
also müsste die geschwindigkeitskonstante auch bei dieser Reaktion immer gleich sein,oder?

ich gehe von der gleichung
v = (delta)c / (delta)t

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 23:17
Originalnachricht erstellt von Adam
Es werden 0,24 mol/l an Wasserstoffperoxid verbraucht. Dies entspricht n = 0,24 mol


Aus der Reaktionsgleichung siehst Du, dass aus 2 mol Wasserstoffperoxid 2 mol Wasser und 1 mol Sauerstoff entsteht.

Also: n(O) = 1/2* n(H2O2)


In die Formel V = nRT/p einsetzen und ausrechnen.

.


Ich hab mich in die ganze aufgabenstellung nicht wirklich reingedacht...aber kann man das enstehende volumen von o2 tatsächlich so berechnen ?

Erstmal verwundert es mich das man p= 1bar setzen kann...hat nicht jeder stoff einen anderen druck ? wäre p für jedes gas gleich 1bar unabhängig von der konzentration dann wäre die gasgleichung sinnlos.
p=TRc das würde heissen c=p/TR und das wäre c=konstante

Und wieso kann man aus einer konzentrationsänderung auf ein freiwerdendes volumen schliessen...aus einer stoffmengenänderung könnte ich das....aber hier weiss man doch gar nicht wieviel teilchen H2O2 ursprünglich vorlagen ?

Adam
03.09.2002, 23:23
Erstmal verwundert es mich das man p= 1bar setzen kann.


Steht ja in der Aufgabenstellung "Normbedingungen" ;)


Und wieso kann man aus einer konzentrationsänderung auf ein freiwerdendes volumen schliessen...aus einer stoffmengenänderung könnte ich das..


Naja die Konzentrationsänderung wird ja der Stoffmengenänderung proportional sein.

Wenn Du einen anderen Weg siehst dann raus damit :)


also müsste die geschwindigkeitskonstante auch bei dieser Reaktion immer gleich sein,oder?

ich gehe von der gleichung
v = (delta)c / (delta)t



Si ist ok ;)

Wie gesagt die Geschwindigkeitskonstante ist für eine Reaktion bei einer betimmten Temp. immer gleich.

.

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 23:26
Okay, dann bedanke ich mich bei Dir/Euch für die Hilfe:
Vielen Dank! :-)

Werd dann jetzt schlafen gehen. ;-)

ehemaliges Mitglied
03.09.2002, 23:35
Originalnachricht erstellt von Adam


Steht ja in der Aufgabenstellung "Normbedingungen" ;)

normbedingungen=standardbedingungen sind für mich immer ein luftdruck von 1,013bar und 25°C. Aber wieso sollte das bedeuten das der luftdruck gleich dem druck des entstehenden gases O2 ist ?




Originalnachricht erstellt von Adam

Naja die Konzentrationsänderung wird ja der Stoffmengenänderung proportional sein.

Wenn Du einen anderen Weg siehst dann raus damit :)
.

ich sehe gar keine möglichkeit die aufgabe zu rechnen weil mir ein wert für die stoffmenge fehlt.

Bspl.: 5 mol/l Hcl wird mit NaOH versetzt bis die konzentration der HCl Lösung nur noch 3 mol/l beträgt... und daraus soll man jetzt das Volumen der HCl Lösung berechnen können ?

Dazu müsste man das Volumen oder die Stoffmenge der ursprünglichen 5molaren HCl kennen...das ist aber nicht angegeben..gleiches problem beim H2O2.

Sehe das aber bestimmt falsch..sonst hätten schon mehr leute protestiert...aber wo ist der fehler ?

Adam
03.09.2002, 23:58
Aber wieso sollte das bedeuten das der luftdruck gleich dem druck des entstehenden gases O2 ist ?


Bin wohl :dizzy:

Das ist ein Argument.

Man könnte noch über

Vm = V/n zum Volumen dann kommen.


Bspl.: 5 mol/l Hcl wird mit NaOH versetzt bis die konzentration der HCl Lösung nur noch 3 mol/l beträgt... und daraus soll man jetzt das Volumen der HCl Lösung berechnen können ?


Wir können doch aber feststellen das 2 mol HCl reagiert haben oder?



.

FK
04.09.2002, 07:24
Ich fand in der Aufgabe nirgendwo Stoffmengen, sondern nur Konzentrationen an gegeben. So kann man natürlich nicht aus rechnen, wieviel Sauerstoff entsteht.

@AV
Ansonsten ist es für den Chemiker kein Problem, aus einem gegebenen Volumen eines Gases beliebiger Temperatur und beliebigen Drucks das Volumen unter Normalbedingungen zu berechnen......


btw: ich hätte eigentlich eine Reaktionsordnung von Null erwartet (pseudo-Null, genau gesagt; erhält man, wenn die Konzentration des Katalysators << der des Substrats ist). Ist hier aber nicht der Fall....

Gruß,
Franz

Adam
04.09.2002, 09:34
@Fk

Ich fand in der Aufgabe nirgendwo Stoffmengen, sondern nur Konzentrationen an gegeben. So kann man natürlich nicht aus rechnen, wieviel Sauerstoff entsteht.


Aber wir können doch aus der Konzentrationsänderung auf die Stoffmengenänderung schließen wenn wir konstantes Volumen annehmen. Wenn nichts dabei steht nehme ich immer 1l an :D. Aber das ist wohl etwas zu schwammig :rolleyes:


btw: ich hätte eigentlich eine Reaktionsordnung von Null erwartet (pseudo-Null, genau gesagt; erhält man, wenn die Konzentration des Katalysators << der des Substrats ist). Ist hier aber nicht der Fall...


Kommt auf den Kat. an. Eine Reaktionsordnung von Null können nur heterogene Reaktionen besitzen.


.

ehemaliges Mitglied
04.09.2002, 10:00
Originalnachricht erstellt von Adam


Bin wohl :dizzy:

Das ist ein Argument.

Man könnte noch über

Vm = V/n zum Volumen dann kommen.


Ohne Stoffmengenangabe jedoch nicht.

Originalnachricht erstellt von Adam

Wir können doch aber feststellen das 2 mol HCl reagiert haben oder?


leider nein...dazu bräuchte man eine Volumen oder Teilchenangabe.

Originalnachricht erstellt von Adam
Aber wir können doch aus der Konzentrationsänderung auf die Stoffmengenänderung schließen wenn wir konstantes Volumen annehmen. Wenn nichts dabei steht nehme ich immer 1l an . Aber das ist wohl etwas zu schwammig
....

diese annahme wäre mir neu...aber dann käme man weiter und könnte die aufgabe lösen.

Adam
04.09.2002, 10:09
Ohne Stoffmengenangabe jedoch nicht.

leider nein...dazu bräuchte man eine Volumen oder Teilchenangabe.

diese annahme wäre mir neu...aber dann käme man weiter und könnte die aufgabe lösen.


Naja wenn wir die Annhame gewähren dann ist ja die Stoffmenge des Sauerstoffs 0,12 mol, wie schon gerechnet. Und das V wäre dann (wenn wir über das molare V gehen) 2,68 l.
Aber wie gesagt alles etwas schwammig gebe ich zu.



.

kleinerChemiker
04.09.2002, 10:16
Eigentlich seh ich das im MOment auch so, dass man hierfür die Stoffmenge benötigt und nicht die Konzentration bzw. diese nicht ausreichent ist zum berechnen!!

Denn:

Wenn man einen einzigen Tropfen H2O2 hat, der die Konzentrationsänderung c0 -> c1 durchmacht, dann wird dabei sicher nicht 2,9 Liter O2 frei!

Das gleiche bei ner Menge von 1t dieser Lösung, die die Konzentrationsänderung c0 -> c1 durchmacht, da wird sicher mehr als nur 2,9 Lieter O2 frei! ;)



Gruß, Peter!

FK
04.09.2002, 18:36
Originalnachricht erstellt von Adam
[B
Kommt auf den Kat. an. Eine Reaktionsordnung von Null können nur heterogene Reaktionen besitzen.

[/B]


Ich hatte hier so was wie Braunstein oder Platin im Sinn....


Gruß,
Franz