Übungen zur Vorlesung Physikalische und Theoretische Chemie III
- Reaktionsdynamik  -

Besprechung am Mi 31.5.2000 um 14:00 Uhr im Seminarraum der PC, Hans-Sommer-Str. 10


Übungsblatt 6
 

Aufgabe 1
Das folgende vereinfachte Schema soll die Knallgasreaktion beschreiben, wobei die Geschwindigkeit (nicht die Geschwindigkeitskonstante) der Startreaktion (0) mit rw beschrieben werden soll:
 

(0) H2 + O2 +Wand →  2 OH   Geschwindigkeit rw
(1) H2 + OH  →  H + H2O  G.konstante k1
(2) H + O2  →  OH + O  G.konstante k2
(3) O + H2  →  OH + H  G.konstante k3
(4) H  →  P  G.konstante k4

Berechnen sie die Konzentration der Wasserstoffatome unter der Annahme stationärer Radikalkonzentrationen, d.h. d[O]/dt = 0, d[H]/dt = 0, d[OH]/dt = 0.  Unter welchen Bedingungen ist [H] kritisch, d.h. höchste Explosionsgefahr?
 

Aufgabe 2
Wann wird das Gleichgewicht in der Reaktion

A+B 
k1
®
¬
k-1
 C+D
erreicht, falls k1 = k-1 ist und am Beginn der Reaktion kein C und D vorhanden ist und die Anfangskonzentrationen von A und B gleich sein sollen ( [A](t=0) = [B](t=0) = a)?
Skizzieren sie den zeitlichen Verlauf von [A], [B], [C] und [D].
 

Aufgabe 3
Nach Arrhenius gilt für die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstanten
k(T)  =  A·e−Ea/RT. Im Experiment findet man für die (in Verbrennungsprozessen und in der Atmosphäre (Rückreaktion) äusserst wichtige) Reaktion H+CO2  →  OH + CO:
A = 2,6·10-10 cm3Molek-1s-1 und Ea = 110 kJ/mol.
a) Wie gross ist nach der Theorie des Übergangszustands die Gleichgewichtskonstante K# bei 1000K?
b) Wie gross ist die Aktivierungsenthalpie und die Aktivierungsentropie?