Leitprogramm Geschwindigkeit von Reaktionen Seite 1 1. Lernziele Geschwindigkeit von Reaktionen Sie wissen, was die Grösse Reaktionsgeschwindigkeit bedeutet, wie man sie bestimmt und warum sie wichtig ist. Sie können Diagramme dazu erstellen und lesen. Sie verstehen, wie die Reaktionsgeschwindigkeit von den Parametern Konzentration/Druck, Zerteilungsgrad und Temperatur abhängt. Sie kennen die Wirkung von (Bio-)Katalysatoren. 2. Hilfsmittel/Beilagen Kapitel 14.1 aus Chemie heute SI Buch "Elemente" Kapitel 11 Demonstriertes Experiment "Zersetzung von H2O2" ohne Katalysator, mit Eisenchlorid und Lebersaft als Katalysator Experiment "Marmor" (Seite 2) Experiment "Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit (Seite 3) Übungsblatt (Seite 4) 3. Lernzielkontrolle Sie geben der Lehrkraft folgende Produkte ab: 4. Zeit Bearbeitetes Übungsblatt Protokolle zu den zwei durchgeführten Experimenten inklusive Excel-Diagramme 3 Lektionen, Rest als Hausaufgaben
Leitprogramm Geschwindigkeit von Reaktionen Seite 2 Aus: Schrödel, Chemie heute SI, 2006
Leitprogramm Geschwindigkeit von Reaktionen Seite 3 Marmor 1. Einführung Die Reaktionsgeschwindigkeit gibt an, wie schnell eine Reaktion bei bestimmten Bedingungen abläuft und ist unabhängig von der Reaktionsenthalpie. 2. Sicherheit Tragen Sie Schutzbrille und Labormantel! Salzsäure R: 34-37 S: 26-45 3. Material 5g Marmorstücke (CaCO 3), 5g Marmor granuliert, je Versuch 20 ml Salzsäure (2 mol/l), Waage, Erlenmeyerkolben, Messzylinder 4. Durchführung Wägen Sie je 5g Marmor, einmal in Stücken, einmal granuliert in zwei Erlenmeyerkolben ab. Wichtig ist, dass Sie für beide Versuche die gleiche Menge an Marmor verwenden. Passen Sie also die Menge Granulat der Menge Marmorstücke an. Geben Sie je 20 ml Salzsäure (2mol/l) zu. Notieren Sie sich in regelmässigen Zeitabständen das Gewicht bis die Abnahme konstant bleibt und erstellen Sie Tabellen der folgenden Art und Weise: T [s] 0 10 20 usw. m [mg] Errechnen Sie daraus die Masse des entstehenden Kohlenstoffdioxids und zeichnen Sie mit Hilfe von Excel zwei Masse/Zeit-Diagramme. Verwenden Sie dazu die Option x,y-diagramm. 5. Entsorgung Die Lösung wird stark verdünnt über den Ausguss entsorgt. 6. Fragen als Diskussionshilfe Welchen Unterschied beobachten Sie für die zwei Ansätze, die Sie gemacht haben? Welchen Parameter, der Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit hat, haben Sie dabei geändert?
Leitprogramm Geschwindigkeit von Reaktionen Seite 4 Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit 1. Einführung Die Reaktionsgeschwindigkeit lässt sich durch das Verändern von Bedingungen verändern. 2. Sicherheit Die Lösungen sind gesundheitsschädigend. Vermeiden Sie Hautkontakt und tragen Sie eine Schutzbrille. 3. Material Oxalsäurelösung, Kaliumpermanganatlösung, RG s, Stoppuhr, Messzylinder, Thermometer 4. Durchführung Es sind drei Versuche durchzführen. Versuch 1: 3 ml Oxalsäurelösung in RG mit 3 ml Wasser versetzen. Zwei Tropfen Kaliumpermanganatlösung zugeben, 1s schütteln und sofort Stoppuhr starten. Zeit bis zur Entfärbung messen. Versuch 2: 6 ml Oxalsäurelösung im RG mit zwei Tropfen Kaliumpermanganatlösung versetzen, 1s schütteln und sofort Stoppuhr starten. Zeit bis zur Entfärbung messen. Versuch 3: 3 ml Oxalsäurelösung in RG mit 3 ml Wasser versetzen. Die Probe im Waserbad auf 50 C erwärmen. Zwei Tropfen Kaliumpermanganatlösung zugeben, 1s schütteln und sofort Stoppuhr starten. (RG während des Versuches im Wasserbad stehen lassen.) Zeit bis zur Entfärbung messen. 5. Entsorgung Die Lösungen werden gesammelt. Nicht in den Abguss giessen! 6. Fragen als Diskussionshilfe Welche Parameter haben Sie in den Versuchen geändert? Wie wirken Sie sich auf die Reaktionszeit aus? Wie sind Reaktionszeit und Reaktionsgeschwindigkeit miteinander verknüpft? Wieso messen Sie die Zeit bis zur Entfärbung? Wie gut stimmt für dieses Experiment die RGT-Regel? 7. Lösungen Oxalsäurelösung: 12.6 g Oxalsäure*2 H 2O in 1 l H 2SO 4 0.1 mol/l Kaliumpermanganatlösung: 0.16 g KMnO 4 in 50 ml Wasser 8. Link zu verwandtem Experiment www.netexperimente.de/netexperimente/index.php?c=chemie§ion=048
Leitprogramm Geschwindigkeit von Reaktionen Seite 5 Übungen zum Thema Reaktionsgeschwindigkeit 1. Warum sind tiefgekühlte Lebensmittel lange haltbar? 2. Wie können Sie die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen? Erklären Sie jeweils, warum das möglich ist. 3. Bei Raumtemperatur dauert eine bestimmte Reaktion 100 s. In welchem Bereich liegen voraussichtlich die Reaktionszeiten, wenn man die Temperatur bei sonst gleichen Bedingungen um a) 10 C b) 20 C erhöht? 4. Was sind Enzyme? Geben Sie ein paar Beispiele zu wichtigen Enzymen.