Reaktionsgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit einer Reaktion kannst du durch die Änderung der Konzentration in einem bestimmten Zeitraum berechnen.


Erklärung

Die Reaktionsgeschwindigkeit beschreibt den Verbrauch oder die Bildung von Stoffen in einer bestimmten Zeit.

Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu berechnen, kannst du die Änderung von der Masse, dem Volumen oder der Konzentration betrachten.

Wenn du die Änderung der Konzentration in einer bestimmten Zeit betrachtest, sieht die Formel so aus:

v = \frac{\Delta c}{\Delta t}v=ΔcΔtv = \frac{\Delta c}{\Delta t}
  • \text{v = }v = \text{v = } Reaktionsgeschwindigkeit
  • \Delta\text{c = }Δc = \Delta\text{c = } Änderung der Konzentration
  • \Delta\text{t = }Δt = \Delta\text{t = } Dauer der Reaktion

Mittlere und momentane Geschwindigkeit

Die mittlere Geschwindigkeit ist die durchschnittliche Geschwindigkeit zwischen zwei Zeitpunkten. Diese berechnest du mithilfe von zwei Messwerten. Du nimmst dann die Differenz der beiden Werte.

Grafisch ist die mittlere Geschwindigkeit die Steigung zwischen zwei Punkten.

Die momentane Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit an einem Zeitpunkt. Der Abstand zwischen den beiden Messzeitpunkten ist also sehr, sehr klein.

Grafisch ist die momentane Geschwindigkeit die Steigung in einem Punkt.

Einflussfaktoren

Die Einflussfaktoren auf die Reaktionsgeschwindigkeit sind:

  • Konzentration
  • Druck
  • Temperatur
  • Oberfläche
  • Katalysator

Je nach Reaktion bewirkt eine Veränderung der Faktoren eine schneller oder langsamer ablaufende Reaktion.


Beispiel

Magnesium und Salzsäure

Bei der Reaktion von Magnesium mit verdünnter Salzsäure wurde die Konzentration der Magnesium-Ionen gemessen:

Zeit in s

\text{c(Mg}^{2+})c(Mg2+)\text{c(Mg}^{2+}) in mmol/L

000
000
202020
151515
404040
252525

Wie hoch ist die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit während der ersten 40 Sekunden?

Lösung:

Wenn du die Werte von Sekunde 0 und Sekunde 40 in die Formel zur Berechnung der Reaktionsgeschwindigkeit einsetzt, bekommst du:

\begin{aligned} v &= \frac{\Delta c}{\Delta t}\\ \\ v &= \frac{25 \frac{\text{mmol}}{\text{L}}-0\frac{\text{mmol}} {\text{L}}}{40 \text{ s}-0 \text{ s}} \\ &= \frac{25 \frac{\text{mmol}}{\text{L}}} {40 \text{ s}} \\ &= \frac{5\frac{\text{mmol}}{\text{L}}}{8\text{ s}} \\ &= 0,625 \frac{\text{mmol}}{\text{L}\cdot \text{s}} \end{aligned}v=ΔcΔtv=25mmolL0mmolL40 s0 s=25mmolL40 s=5mmolL8 s=0,625mmolLs\begin{aligned} v &= \frac{\Delta c}{\Delta t}\\ \\ v &= \frac{25 \frac{\text{mmol}}{\text{L}}-0\frac{\text{mmol}} {\text{L}}}{40 \text{ s}-0 \text{ s}} \\ &= \frac{25 \frac{\text{mmol}}{\text{L}}} {40 \text{ s}} \\ &= \frac{5\frac{\text{mmol}}{\text{L}}}{8\text{ s}} \\ &= 0,625 \frac{\text{mmol}}{\text{L}\cdot \text{s}} \end{aligned}

Die Reaktionsgeschwindigkeit beträgt also 0,625 \ \frac{\text{mmol}}{\text{L}\cdot \text{s}}0,625mmolLs0,625 \ \frac{\text{mmol}}{\text{L}\cdot \text{s}}.

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