Auswertung eines Versuchs mit mitgeteilten Versuchsergebnisse

Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten der Reaktion von Magnesium mit Salzsäure

Versuchsbeschreibung und -Ergebnisse:
 Bei der Reaktion von Magnesium mit Salzsäure der Konzentration c(HCl(aq)) = 1 mol/l ergeben sich in Abhängigkeit von der Zeit folgende Volumina Wasserstoff:

t(s)

0

3

6

10

15

30

45

60

75

90

105

V(H2)

0

10

20

30

40

63

77

86

91

98

100

c=a-x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Endvolumen betrug 100 ml.

Arbeitsaufträge:

1. Zeichne mit möglichst großem Maßstab das V(H2)/t-Diagramm unter Wahl eines geeigneten Maßstabsverhältnisses.

2. Bestimme an 7 geeigneten Stellen (die inneren 70 % des Kurvenverlaufs) die Momentangeschwindigkeit RG = dV(H2)/dt.

3. Bestimme c(H2) nach der Gleichung c = a-x.

4. Trage die RG gegen c(H2) auf.

5. Bestimme die Geschwindigkeitskonstante k: k = ???

Beachte:
L Die sich aus der Aufgabenlösung ergebenden Rechentabellen sollen erklärt werden! (Winkel " an 6      Zeitpunkten t, tan ", tan " * MV usw.)
L Du brauchst 2 Blätter mm-Papier, dabei soll der Maßstab möglichst groß sein, damit die Zeichengenauigkeit groß genug ist.
L Du musst mit mindestens 4 Stellen hinter dem Komma rechnen oder besser mit Exponentialausdrücken und 2 Stellen.

 

Lösungen:

I. Erstellung des V(H2)-t-Diagramms

II. Erstellung der Wertetabelle (die Werte stammen aus der Bearbeitung einer ausgedruckten Graphik)

Je nach Größe der ausgedruckten Graphik bekommt man selbstverständlich ein unterschiedliches Maßstabsverhältnis. In diesem Fall gelten folgende Beziehungen:

y-Achse: 9,45 cm = 80 ml; 10 cm = 84,656 ml
x-Achse: 10,05 cm = 50 s; 10 cm = 49,751 s

Dann ist das Maßstabsverhältnis MV = 84,656 ml/49,751 s = 1,7016 ml/s

Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten k

Maßstabsverhältnis:1,7016 ml/s

Winkel

a1

a2

a3

a4

a5

a6

a7

Wert

55,5

47,5

33,8

27

22,5

16

12

tan a

1,455

1,091

0,669

0,510

0,414

0,287

0,213

RG = tan a * MV [ml/s]

2,476

1,857

1,139

0,867

0,705

0,488

0,362

Abstand vom 0-Punkt

2,95

4,45

7,23

8,25

9,2

10,25

11,05

dazugehöriges V(H2) [ml]

24,974

37,672

61,206

69,841

77,884

86,772

93,545

c= a-x [ml]

75,026

62,328

38,794

30,159

22,116

13,228

6,455

III. Erstellung des RG-c(H2)-Diagramms

Für die Bestimmung des Maßstabsverhältnisses gelten folgende Beziehungen:

y-Achse: 7,80 cm  = 1,75 ml/s; 10 cm = 2,244 ml/s
x-Achse:  6,15 cm = 20ml ;       10 cm = 62,52 ml

Dann ist das Maßstabsverhältnis MV =  2,244 ml/s / 62,52 ml = 0,069 1/s

Der k-Wert beträgt dann: k = tan a * MV = 0,0272 s-1 (Minimum-Wert) und 0,0314 s-1 (Maximum-Wert)

update am: 02.02.21                                                                                                                                                                              zurück        zur Hauptseite