Besprechung am Mi 24.5.2000 um 14:00 Uhr im
Seminarraum der PC, Hans-Sommer-Str. 10
Übungsblatt 5
Aufgabe 1
Die Bildung von Ozon erfolgt in einem Ozonisator
wie in der Atmosphäre gemäss der Reaktion:
O(3P) + O2 + M →
O3 + M mit k = 6,0x10-34 cm6Moleküle-2s-1.
Welcher Druckgrenzfall liegt nach diesen Angaben
vor?
Wie hoch muss ungefähr der Druck im Ozonisator
sein, um für diese Dreikörperreaktion vom Hochdruckgrenzfall
zu sprechen, wenn die Lebensdauer des aktivierten Komplexes ungefähr
1 ps beträgt (1 ps = 10-12 s)?
Wie sind die Verhältnisse in einer Flüssigkeit?
Aufgabe 2
Um die wichtige atmosphärische Reaktion von
O(1D) mit Wasser zu studieren, photolysiert man mit einem extrem
kurzen Lichtpuls in einem O3/H2O-Gasgemisch das Ozon,
so dass augenblicklich eine bestimmte O(1D)-Konzentration zum
Zeitpunkt t=0 vorliegt. Die Sauerstoffatome regieren nun mit dem im grossen
Überschuss vorhandenen Wasser zu 2 OH-Radikalen, deren Konzentration
man im Experiment beobachtet.
a) Stellen sie die Differentialgleichung (DGL)
für den Abbau von O(1D) auf.
b) Lösen sie die DGL und entwickeln sie
die Gleichung für die OH-Konzentration.
c) Wie lange dauert es, bis die OH-Endkonzentration
bis auf 1/e erreicht ist, wenn der Wasserpartialdruck 100 Pa beträgt
(k=2x10-10cm3Moleküle-1s-1)?
Aufgabe 3
Das giftige NO reagiert in der Atmosphäre
u.a. mit (dem ebenfalls giftigen) Ozon:
NO+O3 →
NO2+O2 (k=1.8x10-14cm3Moleküle-1s-1)
Wie lange dauert es, bis die NO-Konzentration
auf die Hälfte abgefallen ist, wenn man von folgenden Bedingungen
ausgeht ?
a) 10-4 Pa NO und 0,1 Pa O3
b) 0,1 Pa NO und 0,1 Pa O3
c) Stellen sie die relative NO-Konzentrationsänderung
als Funktion der Zeit graphisch dar, d.h. [NO](t)/[NO](t=0).