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Zersetzung bei Druckmessung
 
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Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 11:21    Titel: Zersetzung bei Druckmessung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo, hoffe das Ihr mir weiterhelfen könnt. Finde leider keinen Ansatz.

Aufgabe:
Die Zersetzung von SOCl2 wurde mittels Messung des Gesamtdruckes analysiert.
p/ kPa: 11,07 14,79 17,26 18,9 19,99 20,71
t / h: 0 3 6 9 12 15
Berechnen Sie die Ordnung der Reaktion und die Geschwindigkeitskonstante.



Meine Ideen:
Mein Ansatz:
Wenn man sich die Reaktion anschaut sieht man schon das es sich um eine Reaktion 1.Ordnung handelt. Leider weiß ich nicht wie man aus den Druckdaten, dies beweisen soll.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 11:57    Titel: Re: Zersetzung bei Druckmessung Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Wenn man sich die Reaktion anschaut sieht man schon das es sich um eine Reaktion 1.Ordnung handelt. Leider weiß ich nicht wie man aus den Druckdaten, dies beweisen soll.


Wie sieht denn die Kinetik einer Reaktion 1. Ordnung aus?
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 12:08    Titel: Antworten mit Zitat

Das Geschwindigkeitsgesetz lautet: ln(A/A0)=-k*t
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 12:32    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Das Geschwindigkeitsgesetz lautet: ln(A/A0)=-k*t


OK. Jetzt musst Du noch wissen, wie sich der Druck während der Reaktion ändert. Dazu brauchst Du die Reaktionsgleichung. Dabei stellt sich übrigens heraus, dass es nicht um SOCl2 gehen kann. Meinst Du vielleicht SO2Cl2?
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 12:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ja genau ist ein Tippfehler. Muss ich nun die Mittelwerte des Drucks bilden?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 12:53    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Ja genau ist ein Tippfehler. Muss ich nun die Mittelwerte des Drucks bilden?


Nein, Du brauchst erst einmal einen Zusammenhang zwischen dem Gesamtdruck und der noch vorhandenen Menge and SO2Cl2 (z.B. in Form der relativen oder absoluten Stoffmenge, Konzentration oder Partialdruck).
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 13:08    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Ja genau ist ein Tippfehler. Muss ich nun die Mittelwerte des Drucks bilden?


Nein, Du brauchst erst einmal einen Zusammenhang zwischen dem Gesamtdruck und der noch vorhandenen Menge and SO2Cl2 (z.B. in Form der relativen oder absoluten Stoffmenge, Konzentration oder Partialdruck).


Und wie gehe ich da jetzt vor? Ich habe ja nur die Druck/Zeit Messung.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 13:35    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Und wie gehe ich da jetzt vor? Ich habe ja nur die Druck/Zeit Messung.


Du hast doch sicher auch eine Reaktionsgleichung. Zähl mal die Gasmoleküle auf der linken und auf der rechten Seite der Gleichung und überlege, was das für den Gesamtdruck während der Reaktion bedeutet (wenn Temperatur und Volumen gleich bleiben).
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 13:55    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Und wie gehe ich da jetzt vor? Ich habe ja nur die Druck/Zeit Messung.


Du hast doch sicher auch eine Reaktionsgleichung. Zähl mal die Gasmoleküle auf der linken und auf der rechten Seite der Gleichung und überlege, was das für den Gesamtdruck während der Reaktion bedeutet (wenn Temperatur und Volumen gleich bleiben).


Der Druck nimmt mit Zunahme der Produkte bzw. Abnahme der Edukte zu im laufe der Reaktion zu.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 14:02    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Der Druck nimmt mit Zunahme der Produkte bzw. Abnahme der Edukte zu im laufe der Reaktion zu.


Richtig. Aber was heißt das quantitativ? Wie hängen A und Ao in Deinem kinetischen Zeitgesetz mit p und po zusammen? Wenn Du das weißt, dann kannst Du diesen Zusammenhang in das Zeigesetz einsetzen und hast den Druck in Abhängigkeit von der Zeit. Das kannst Du dann an die Daten anpassen.
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 14:22    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Der Druck nimmt mit Zunahme der Produkte bzw. Abnahme der Edukte zu im laufe der Reaktion zu.


Richtig. Aber was heißt das quantitativ? Wie hängen A und Ao in Deinem kinetischen Zeitgesetz mit p und po zusammen? Wenn Du das weißt, dann kannst Du diesen Zusammenhang in das Zeigesetz einsetzen und hast den Druck in Abhängigkeit von der Zeit. Das kannst Du dann an die Daten anpassen.


Das Verhältnis von Produkt zu Edukt ist 2/1 pro Umsatz. Das heißt das p0=p/2 ist oder ? Und p=A bzw. p0=A0.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 14:49    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Das heißt das p0=p/2 ist oder ?


Bei vollständigem Umsatz schon, aber das nützt Dir nicht viel. So weit reichen Deine Daten gar nicht.

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Und p=A


Das kann nicht stimmen. p wird während der Reaktion größer, während A laut Deinem Geschwindigkeitsgesetz kleiner wird.

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
bzw. p0=A0


Das gilt nur am Beginn der Reaktion und auch dort nur, wenn A der SO2CL2-Partialdruck ist.

Du brauchst p als Funktion von A oder umgekehrt. Nehmen wir mal an, A und Ao sind Stoffmengen von SO2Cl2.

Am Beginn der Reaktion gilt A/Ao=1 (d.h. das gesamte SO2Cl2 ist noch da). Für den Druck gilt p=po bzw p/po=1.

Am Ende der Reaktion gilt A/Ao=0 (d.h. das komplette SO2Cl2 ist weg). Oben steht bereits, dass hier für den Druck p/po=2 gilt.

Was gilt für p/po wenn A/Ao zwischen 0 und 1 liegt (also wenn das SO2Cl2 noch nicht vollständig umgesetzt wurde)? Kleiner Tipp: Der Zusammenhang ist linear.
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 14:56    Titel: Antworten mit Zitat

Was gilt für p/po wenn A/Ao zwischen 0 und 1 liegt (also wenn das SO2Cl2 noch nicht vollständig umgesetzt wurde)? Kleiner Tipp: Der Zusammenhang ist linear.[/quote]

Dann muss p/p0 zwischen 1 und 2 liegen.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 15:16    Titel: Antworten mit Zitat

Gast15877 hat Folgendes geschrieben:
Dann muss p/p0 zwischen 1 und 2 liegen.


So ist es. Weil der Zusammenhang linear ist, bedeutet das



bzw.



Damit kannst Du die gegebenen Drücke in Stoffmengen umrechnen (oder was auch immer A sein soll). Du hast also Werte für A/Ao in Abhängigkeit von t. Außerdem hast Du eine Funktion A/Ao in Abhängigkeit von t in Form Deines integralen Zeitgesetzes. Als nächstes musst Du prüfen, ob die Daten zu diesem Zeitgesetz passen und wenn ja, die Zeitkonstante ermitteln. Da Du das Zeitgesetz bereits in geeigneter Form hingeschrieben hast, sollte das jetzt eigentlich nicht mehr so schwer sein.
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 15:44    Titel: Antworten mit Zitat

Alles klar Augenzwinkern ab jetzt weiß ich wie es weiter geht. Vielen vielen dank für deine Erklärungen smile
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3515

Beitrag DrStupid Verfasst am: 09. Nov 2020 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

Noch ein Hinweis: Du hast die Reaktionsordnung durch sinnvolles Raten ermittelt. Das ist durchaus legitim. Aber in der Aufgabe steht, dass Du sie berechnen sollst. Das geht auch mittels linerarer Regression, indem Du das differentielle Zeitgesetz logarithmierst:



Weil Du A dafür numerisch nach t ableiten musst, ist diese Methode in der Praxis nicht besonders zu empfehlen. Mit den gegebenen Daten funktioniert das in diesem Fall aber sehr gut.
Gast15877
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Beitrag Gast15877 Verfasst am: 09. Nov 2020 17:30    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe jetzt die beiden Daten gegeneinander Aufgetragen und eine Gerade gezogen. Das Bestimmtheitsmaß ist genau 1 weswegen die Ordnung bestätigt ist. Ist das nicht ausreichend für die Fragestellung ?
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