Reaktionsgeschwindigkeit am Beispiel von Zink mit Salzsäure?

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In Analogie zur Geschwindigkeit in der Mechanik - v = ds/dt - definiert man in der Chemie als Reaktionsgeschwindigkeit die zeitliche Änderung von Reaktionsprodukten.

Im vorliegenden Fall könnte das so aussehen:

v_1 = -d[Zn]/dt

Das Minuszeichen verdeutlicht, dass die Zinkkonzentration während der Reaktion abnimmt.

Man könnte v auch über die Abnahme der HCl-Konzentration definieren, das sähe dann so aus:

v_2 = -d[HCl]/dt

Dabei gilt, dass v_2 = 2v_1 ist, da pro mol Zn 2 mol HCl verbraucht werden.

Nun lassen sich die zeitlichen Veränderungen an festem Zink-Pulver und einem großen Überschuss an Salzsäure experimentell nur sehr schlecht verfolgen. Was man im Experiment jedoch gut messen kann, ist die Gasentwicklung des Wasserstoffs. Den kann man in einer pneumatischen Wanne z.B. mit einer Pipette auffangen und so zu gestoppten Zeiten die zugehörigen Volumina bestimmen.

Die gemessenen Volumina und die zugehörigen Zeiten kann man in ein Koordinatesystem eintragen und die Messpunkte durch eine Gerade verbinden. Die Steigung der Geraden liefert die Reaktionsgeschwindigkeit v_3.

v_3 = Δ[H2]/Δt

Dabei ist bei einer gleichförmigen, zeitlich konstanten Geschwindigkeit der Differenzenquotient Δc/Δt gleich dem Differentialquotienten dc/dt.

v_3 = Δ[H2]/Δt = d[H2]/dt

Und weiterhin gilt:

v_3 = - v_1

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung