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Einflussfaktoren

Ein Holzscheit glimmt, Holzmehl explodiert — dieselbe Reaktion, ein völlig anderes Tempo.

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Vier Stellschrauben

  • Anknüpfung:Die Anfangsgeschwindigkeit \(v_0\) ist die Steigung der Tangente bei \(t = 0\) (2.1.1) — sie eignet sich zum Vergleich von Versuchen.
  • Konzentration:höhere Konzentration der gelösten Edukte → größere \(v\). Bei Gasen: höherer Druck bedeutet höhere Konzentration.
  • Temperatur:schon wenige Grad mehr beschleunigen fast jede Reaktion deutlich.
  • Zerteilungsgrad:bei Feststoffen reagiert nur die Oberfläche — Pulver reagiert viel schneller als ein Stück.
  • Katalysator:senkt die Aktivierungsenergie (1.3.2) und beschleunigt, ohne verbraucht zu werden.

Marmor (Calciumcarbonat) reagiert mit Salzsäure: \(\ce{CaCO3 + 2 HCl ->}\) \(\ce{CaCl2 + H2O + CO2}\). Verändere mit den Reglern jeweils einen Faktor und vergleiche die Kurve mit der festgehaltenen grauen Vergleichskurve.

Abnahme der Säurekonzentration

Halte fest: Höhere Konzentration, höhere Temperatur und feinere Zerteilung machen die Anfangstangente steiler — die Reaktion startet schneller.

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Faktoren fair vergleichen

  • Variablenkontrolle:pro Versuchsreihe genau einen Faktor ändern, alle anderen konstant halten.
  • Maß für \(v_0\):Tangentensteigung am Start oder \(1/t\), wenn stets bis zum gleichen Umsatz gemessen wird (z. B. bis eine Trübung ein Kreuz verdeckt).
  • Konzentration hier:doppelte Säurekonzentration → doppelte Anfangsgeschwindigkeit. Wie stark \(v\) von \(c\) abhängt, wird für jede Reaktion experimentell bestimmt.
  • Oberfläche:Zerteilen vervielfacht die Oberfläche: ein Würfel in \(n^3\) kleine Würfel zerlegt hat die \(n\)-fache Oberfläche.
  • Deutung:warum diese Faktoren wirken, erklärt die Stoßtheorie (2.1.3).
Merke

Einflussfaktoren: \(c \uparrow,\; \vartheta \uparrow,\; \text{Zerteilungsgrad} \uparrow,\; \text{Katalysator} \;\Rightarrow\; v \uparrow\)

  • Gase:Konzentration und Druck hängen zusammen: \(c = \dfrac{n}{V} = \dfrac{p}{R \cdot T}\) — Verdichten erhöht \(c\) und damit \(v\).
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Allgemeine Hinweise

Menge ist nicht Konzentration

Mehr Säure gleicher Konzentration macht die Reaktion nicht schneller — sie liefert nur mehr Produkt. Entscheidend ist \(c\), nicht \(V\).

Nur einen Faktor ändern

Wer gleichzeitig erwärmt und die Säure konzentrierter macht, kann nicht sagen, welcher Faktor wie viel bewirkt hat.

Anfangsgeschwindigkeit vergleichen

Später verändern sich die Konzentrationen in jedem Versuch anders. Der Start ist der einzige Zeitpunkt, an dem die eingestellten Bedingungen genau gelten.

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