Übungen zur Vorlesung Physikalische und Theoretische Chemie III
- Reaktionsdynamik  -

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+O → 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).