Aus diesen Angaben auf die Konzentration für Reaktionsgeschwindigkeit schließen?
Hallo liebe Community,
ich bereite mich gerade für mein mündliches Abi in Chemie vor und musste dabei feststellen, dass ich keine Ahnung mehr habe, wie ich aus den angegebenen Daten auf eine hilfreiche Konzentration kommen soll. Diese brauche ich, um die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit mit v = (c2-c1)/(t2-t1) zu berechnen.
Ich bin über jede Hilfe/Denkansatz dankbar
Viele Grüße
Anton
2 Antworten
Hier ist das Volumen von Wasserstoff über die Zeit aufgetragen:
Man muss bei dieser Reaktion beachten, dass hier ein heterogenes Stoffgemisch vorliegt, mit Oxonium in der Lösung und Magnesium als Feststoff. Eingesetzt werden 0,5 g Magnesium, das entspricht einer Stoffmenge von ca. 0,02 mol. 10 ml einer 1 molaren Salzsäure führen zu 0.01 mol Oxoniumionen. Ein Magnesiumatom kann zwei Elektronen an zwei Oxoniumionen abtreten, d.h. die Anfangskonzentrationen befinden sich in etwa in der gleichen Größenordnung. Da Magnesium aber als Feststoff vorliegt, bleibt dessen Konzentration die Reaktion über konstant. Die entscheidende Reaktion, die Elektronenabgabe von Magnesium an Oxonium, läuft an der Oberfläche des Magnesiums ab, daher ist für die Reaktionsgeschwindigkeit neben der Oxonium-Konzentration eher die Magnesium-Oberfläche zu betrachten. Zu Beginn (t=0s) ist die Oxonium-Konzentration maximal, aber die Oberfläche des Magnesiums ist relativ gering (glatte Oberfläche), daher würde ich an Ihrer Stelle keine Aussage über die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit in den ersten 10 Sekunden treffen wollen. Vielleicht springt die Reaktion erst nach 5 s etc. an. Sobald die Magnesium-Oberfläche aber dann von der Säure angefressen wird, bildet sich schnell eine große innere Oberfläche aus, an der Reaktionen stattfinden können. Als erstes Intervall könnte man das Intervall zwischen Sekunde 10 und 20 wählen. Die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit entspricht dann einfach der Steigung der Gerade, welche die Punkte (10 s ; 20 mL) und (20 s ; 35 mL) schneidet. Für spätere Zeiten können Sie sehen, dass die Steigung abflacht, d.h. die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt. Das liegt daran, dass die Edukte mit der Zeit verbraucht werden. Für spätere Zeiten kann es nach wie vor zur Reaktion kommen, aber die Wahrscheinlichkeit hierfür sinkt, da sich Oxonium und Magnesium zuerst begegnen müssen (aber es ja mit zunehmender Zeit weniger von beiden Spezies gibt).
Naja, du kennst doch die Konzentration der Lösung am Anfang. Das Volumen der Lösung ändert sich ja nicht im Verlauf der Reaktion und du weißt auch, wie viel Wasserstoff bereits entstanden ist. Daraus kannst du dir ausrechnen, wie viel von der Salzsäure in der Lösung bereits reagiert hat und damit auch wie viel noch übrig ist.