Wie wird die reaktionsgeschwindigkeit errechnet?

Ich arbeite an einer Chemie Hausarbeit und bin mir unsicher welcher der zwei Formeln die Richtige ist:

Reaktionsgeschwindigkeit = Konzentration / Zeit

Reaktionsgeschwindigkeit = 1 / Zeit

Mein Lehrer meint Letzteres wäre richtig, doch gelernt haben wir es anders.

Hoffentlich kann mir jemand weiterhelfen.

Answer 1

[indiachinacook]

Ich glaube, Du verwechselst die Reaktionsgeschwindigkeit mit der Ge­schwin­dig­keits­­konstante. Erstere mißt man direkt — einfach v=Δc/Δt — und es ist eine Größe, die unter speziellen Ar­beits­bedin­gun­gen gilt, also von den Kon­zen­tra­tio­nen in Deiner Suppe ab­hängt. Zweiteres ist eine allgemein gültige Konstante für Deine Reaktion, man bestimmt sie aus der ge­mes­se­nen Reaktions­geschwin­dig­keit und dem für die Reaktion charakteristischem Geschwindigkeitsgesetz.

(Das kannst Du ein bißchen mit dem pH und dem pKₐ vergleichen: Der pH gehört zu einer Lösung, der pKₐ zu einer Substanz. Deshalb kann man den pKₐ in Tabellen nachschlagen.)

Die Reaktionsgeschwindigkeit gibt man gewöhnlich als Konzentrationsänderung pro Zeit an, die Einheit ist daher mol l⁻¹ s⁻¹. Man kann aber auch alternativ ein be­stimm­tes Volumen annehmen und dann Δn/Δt als Reaktionsgeschwindigkeit be­zeich­nen; z.B. kann eine Zelle pro Sekunde ein µmol ATP umsetzen (keine Ahnung, ob die Zahl vernünftig ist). Oder ein industrieller Reaktor produziert die Ziel­substanz mit einer Ge­schwin­dig­keit von 10 mol/s. Wenn man will, geht natürlich auch Masse/Zeit.

Bei der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante ist es nicht so einfach, weil die je nach Reaktionstyp verschiedene Einheiten hat. Für eine Reaktion erster Ordnung ist die Reaktionsgeschwindigkeit proportional zu einem Edukt

v = k·c(X)

und daher hat die Geschwindigkeitskonstante die Einheit s⁻¹. Das ist leicht zu inter­pre­tie­ren, weil es genauso wie beim radioaktiven Zerfall abläuft, z.B. kann man eine Halb­werts­zeit τ=ln(2)/k definieren. Bei einer Reaktion zweiter Ordnung hat man aber zwei Kon­zen­tratio­nen im Geschwindigkeitsgesetz

v = k·c(X)·c(Y)

und k muß die Einheit l s⁻¹ mol⁻¹ haben, und das ist nicht sehr anschaulich.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Answer 2

[Miraculix84]

Ist beides nicht richtig.

Die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit ist die Änderung einer Konzentration (oder einer Stoffmenge) pro zeitlicher Änderung.

Vr = (c1 - c2) / (t2 - t1)

c1 = Konzentration zu Beginn deiner Messung

c2 = Konzentration am Ende deiner Messung

t1 = Uhrzeit zu Beginn deiner Messung

t2 = Uhrzeit am Ende deiner Messung

=> Praktischerweise lassen sich ja Uhrzeiten rel. leicht von einander subtrahieren, sodass wir das Wort "Zeit" im Nenner einfach mal gelten lassen können.

________________________________________________________________________________

Für die Momentangeschwindkeit nimmt man die Ableitung des oben beschriebenden Quotienten. Für die Schulchemie ist das aber nicht mehr relevant. Eine derartige Berechnung wird von dir im Abitur nicht erwartet werden.

LG

MCX

Comments

[Bevarian]

Zumal auch noch die Ordnung der Reaktion beachtet werden sollte... http://www.chemie.de/lexikon/Kinetik_%28Chemie%29.html

[Miraculix84]

PS:

a) "Konzentration pro Zeit" könnte man als Einheit gelten lassen.

b) "1 / Zeit" könnte man als Einheit gelten lassen, wenn man sich nicht festlegen möchte, ob man Stoffmengen oder Konzentrationen messen möchte. Das wäre dann die allgemeinere Form.

LG

MCX