Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 16.01.2019, 11:50   #1   Druckbare Version zeigen
Lleysoka  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Mechanismus Zersetzung von Distickstoffpentoxid und Geschwindigkeitsgesetz

Moin Zusammen,
Die Zersetzung von 2 N2O5 -> 4 NO2 + O2 läuft nach folgendem Mechanismus ab:


(1) N2O5 -k1-> <- k-1 - NO2 + NO3
(2) NO2 + NO3 -k2-> NO2+ O2 + NO
(3) NO + N2O5 -k3-> 3 NO2


Wie beweist man, dass das Geschwindigkeitsgesetz für die Zersetzung erster Ordnung ist?
wenn v=k*c(N2O5)
Wie kommt man auf die Geschwindigkeits-Zeit-Gesetze?
Also für NO3 und NO könnte man das Stationaritätsprinzip anwenden und sie vernachlässigen.
Ich habe absolut keine Ahnung was ich da tun soll.

Das Internet hat mich bis jetzt nicht weitergebracht, vielleicht habe ich auch nicht tief genug gegoogelt.

Liebe Grüße
Lleysoka ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2019, 01:09   #2   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 361
AW: Mechanismus Zersetzung von Distickstoffpentoxid und Geschwindigkeitsgesetz

Zitat:
Zitat von Lleysoka Beitrag anzeigen
Also für NO3 und NO könnte man das Stationaritätsprinzip anwenden und sie vernachlässigen.
Das ist doch schonmal ein guter Ansatz.
Stell doch mal die Geschwindikeitsgesetzte der jeweiligen Reaktionen auf. Also ohne die zu integrieren.
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 17.01.2019, 13:54   #3   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.526
AW: Mechanismus Zersetzung von Distickstoffpentoxid und Geschwindigkeitsgesetz

Hier kommen Sie mit dem Prinzip des geschwindigkeitsbestimmenden Schritts auf die experimentell ermittelte Reaktionsgeschwindigkeit. Sowohl die erste Gleichgewichtsreaktion, als auch die dritte Reaktion sind schneller als die zweite.
Also bestimmt die zweite Reaktion die Gesamtgeschwindigkeit der Bruttoreaktion:
{r \approx r_2=k_2[NO_3][NO_2]}
Die Bruttoreaktion sollte nur mit den Komponenten der Bruttoreaktion, also N2O5, NO2 und O2 beschrieben werden, daher Zuhilfenahme der schnellen Gleichgewichtsreaktion 1:
{r_{+1}-r_{-1} \approx 0 = k_{+1}[N_2O_5]-k_{-1}[NO_3][NO_2]}
also
{[NO_3][NO_2]=\frac{k_{+1}}{k_{-1}}[N_2O_5]}
und damit am Ende
{r=k_2\frac{k_{+1}}{k_{-1}}[N_2O_5]}
bzw.
{r=k[N_2O_5]}
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2019, 13:58   #4   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.526
AW: Mechanismus Zersetzung von Distickstoffpentoxid und Geschwindigkeitsgesetz

In der Praxis stellen sie für die beiden Varianten "geschwindgkeitsbestimmender Schritt" und "Quasistationaritäts" die Gleichungen der Globalreaktion zusammen, wobei Sie die geschwindigkeitsbestimmenden Schritte a priori nicht kennen. Dabei kommen i.d.R. vcerschiedene Ansätze für die globale Reaktionsgeschwindigkeit heraus, die Sie mit der experimentell ermittelten vergleichen.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.01.2019, 14:33   #5   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.526
AW: Mechanismus Zersetzung von Distickstoffpentoxid und Geschwindigkeitsgesetz

Wenn Sie gleich mit Quasistationarität beginnen, starten Sie bei
{r/2= \frac{d[N_2O_5]}{dt}=-k_{+1}[N_2O_5]+k_{-1}[NO_2][NO_3]-k_3[NO][N_2O_5]}
und nutzen die Annahmen
{\frac{d[NO_2]}{dt}\approx 0}
{\frac{d[NO_3]}{dt}\approx 0}
um mit den resultierenden algebraischen Gleichungen wie
{\frac{d[NO_2]}{dt}\approx 0=k_{+1}[N_2O_5]-k_{-1}[NO_2][NO_3]+3 \cdot k_3[NO][N_2O_5]}
{\frac{d[NO_3]}{dt}\approx 0=k_{+1}[N_2O_5]-k_{-1}[NO_2][NO_3]-k_2[NO_2][NO_5]}
alle Konzentrationen bis auf N2O5, O2, NO2 zu eliminieren.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
geschwindigkeitsgesetz, mechanismus, stationaritätsprinzip

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