v = - = - = = k [R] [S]

Ähnliche Dokumente
Organische Experimentalchemie

II. Halogenalkane, radikalische und nukleophile Substitution

2. Radikalische Substitution 2.1

= Durchschnittliche Bildungs- Geschwindigkeit [mol/s] = Durchschnittliche Verbrauchs- Geschwindigkeit [mol/s]

Allgemeine Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie Andreas Rammo

Zerlegung der Gesamtreaktion in eine Folge von elementaren Einzelreaktionen

Richtung von spontanem Prozeßablauf und Veränderung der G in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Enthalpie und der Entropie

EinFaCh 2. Studienvorbereitung Chemie. Einstieg in Freibergs anschauliches Chemiewissen Teil 2: Chemische Reaktionskinetik. tu-freiberg.

Reaktionskinetik: - Geschwindigkeit chemischer Reaktionen - Untersuchung (bzw. Bestimmung) der Reaktionsmechanismen. c(a) t. v = -

Thermodynamik & Kinetik

Chemie für Biologen, 2017

3. Organische Reaktionen - Einordung nach Mechanismen. Alkene : Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen.

4.3 Reaktionsgeschwindigkeit und Katalysator

Reaktionstypen der Aliphate

Die Herstellung von Alkenen aus Chloralkanen bzw. aus anderen Estern oder Alkoholen durch E2- oder E1-Eliminierungen wurde bereits besprochen.

Vorlesung "Organische Chemie 1" Übungsblatt 4

Vorlesung Organische Chemie II Reaktionsmechanismen (3. Sem.)

Elektrophile Additionen von HX an die CC-Doppelbindung (Vollhardt, 3. Aufl., S , 4. Aufl., S ; Hart, S ; Buddrus, S.

Vorlesung Anorganische Chemie

Thermodynamik. Thermodynamik

5 Teilchen treffen Teilchen: Reaktionskinetik

Name, Vorname: Matrikelnummer: Studienrichtung: Fragen auf den folgenden Seiten:

6. Kohlenwasserstoffe Alkane, Alkene, Alkine, Arene Molekülbau, Reaktionen und Herstellung

Kapitel 3 Alkene Struktur, Nomenklatur, Reaktivität Thermodynamik und Kinetik

Organische Chemie 1 Teil 2 1. Vorlesung, Dienstag

3. Photochemie und Reaktionskinetik 3.1 Allgemeine Grundlagen

Basiswissen Chemie. Vorkurs des MINTroduce-Projekts

Homologe Reihe der unverzweigten Alkane C n H (2n+2)

2. Übungsblatt. Organische Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie

Thermo Dynamik. Mechanische Bewegung (= Arbeit) Wärme (aus Reaktion) maximale Umsetzung

CHE 102.1: Grundlagen der Chemie - Organische Chemie

Organische Chemie 2. Skript. zur. Vorlesung. Wintersemester 2010/2011. Prof. H. Mayr

H = kj/mol. DH = +435 kj/mol

PC I Thermodynamik und Transportprozesse. Kapitel 7. Kinetik. PC I-Kap :27 1

Fragen zum Thema chemische Reaktionen Klasse 4 1. Was gehört zu einer chemische Reaktionsgleichung? 2. Wie nennt man die Stoffe, die vor der Reaktion

ren. Wie viele hatte Molly richtig beschriftet? Korri- Krebs spielen könnte. b-carotin besitzt die Summen-

Chemie für Biologen WS 2005/6. Arne Lützen Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen

4.3 Reaktionsgeschwindigkeit und Katalysator

Universität Ulm Grundpraktikum Physikalische Chemie Versuch Nr. 24 Temperaturabhängigkeit von Gleichgewichts- und Geschwindigkeitskonstanten

Gruppe 3 Pflichtversuch. Umsetzung von Cyclohexan und Cyclohexen mit Bromwasser. Menge R-Sätze S-Sätze Gefahrensymbole. 300 ml /38

Kohlenwasserstoffe. Benzol Naphthalin usw. Alkane Alkene Alkine Cycloaliphaten. Ethen (Ethylen) Propen u.s.w. Ethin (Acetylen) Propin u.s.w.

Illustration des Crack-Prozesses am Beispiel der Pentan-Pyrolyse

Bromierung von Hexan G2 Pflichtversuch Bromierung von Cyclohexan und Cyclohexen G3 Pflichtversuch

Organische Chemie, Reaktionsmechanismen

KW Alkene. Nomenklatur. Darstellung. Reaktionen. Elektrophile Additionen. Prof. Ivo C. Ivanov 1

Grundlagen der Kinetik

3 Teilchen treffen Teilchen: Reaktionskinetik

Organische Experimentalchemie

Hauptsätze der Thermodynamik

3. Organische Reaktionen - Einordung nach Mechanismen. Alkene : Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen.

2.1 Massenbilanz bei chemischen Stoffumwandlungen. 2.2 Energiebilanz bei chemischen Stoffumwandlungen

endotherme Reaktionen

Reaktionen von Alkanen

Thermochemie. Arbeit ist das Produkt aus wirkender Kraft F und Weglänge s. w = F s 1 J = 1 Nm = 1 kgm 2 /s 2

Brückenkurs Chemie Physikalische Chemie

Fragen zum Versuch 11a Kinetik Rohrzuckerinversion:

Physikalische Chemie II

Physikalische Chemie II

PCG Grundpraktikum Versuch 5 Lösungswärme Multiple Choice Test

Aufstellen von Geschwindigkeitsgesetzen I. Chemische Verfahrenstechnik FH D

2 Nucleophile Substitutionen am gesättigten Kohlenstoff

Versuch: Bromierung von n-hexan. Chemikalien Menge R-Sätze S-Sätze Gefahrensymbol Bemerkung

Versuch: Reaktivität von primären, sekundären und tertiären Alkylbromiden gegenüber ethanolischer Silbernitratlösung. keine Reaktion.

Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences. 26. April 2017 HSD. Energiespeicher Wärme

Reaktion und Energie

0.1 Geschwindigkeit bei Reaktionen

Einführung in die Chemische Kinetik (Formale Reaktionskinetik)

ISBN (Buch); (E-Book)

Kapitel 4. Die Grundlagen der Kinetik

Richtung chemischer Reaktionen, chemisches Gleichgewicht. Massenwirkungsgesetz

Enzyme: Grundlegende Konzepte und Kinetik

Die Freie Aktivierungsenthalpie

Umwandlung von Alkoholen in Ester (Vollhardt, 3. Aufl. S , 4. Aufl., S )

Vinyl-Polymerisation (Vollhardt, 3. Aufl., S , 4. Aufl. S ; Hart, S , S )

Kinetik: a) Reaktionsgeschwindigkeit (zeitlicher Verlauf) b) Reaktionsweg (Mechanismus)

Mechanismen nucleophiler Substitutionen am aliphatischen Kohlenstoff

+ HBr. Gruppe 2 Pflichtversuch. Fotochemische Halogenierung des Toluols. Reaktion: h ν. Zeitbedarf: Versuchsdurchführung: Nachbereitung

STRUKTUR UND REAKTION INDER CHEMIE

4.1. Eigenschaften von Enzymen

1) Ein offenes System zeichnet sich immer durch eine konstante Temperatur aus. zeichnet sich immer durch eine konstante Masse aus.

RT N j Mit den Potentialen unter Standardbedingungen können wir die Energien der beiden Zustände identifizieren: = e Ei

Reaktionstypen der Aromate

Lösungen 10 (Kinetik)

Energetik und Kinetik chemischer Reaktionen

Benutzen Sie, falls erforderlich, die folgenden Werte für die Naturkonstanten. Naturkonstante Zahlenwert Einheit

Anorganische-Chemie. Dr. Stefan Wuttke Butenandstr. 11, Haus E, E

Übungen zur VL Chemie für Biologen und Humanbiologen Lösung Übung 9

Das Ideale Gas Kinetische Gastheorie (auf atomarer Ebene)

a) Schlagen Sie eine Synthese für den folgenden Aromaten vor, ausgehend von den gezeigten Edukten!

Die Substituenten und ihre Positionen werden dem Namen des Alkens als Präfixe vorgestellt:

Fragen zum Versuch Kinetik:

1. Wärmelehre 1.1. Temperatur. Physikalische Grundeinheiten : Die Internationalen Basiseinheiten SI (frz. Système international d unités)

M(Mononatriumgluatamt) = 5 x M(C) + 8 x M(H) + 1 x M(N) + 4 x M(O) = 169,13 g/mol

Übung zum chemischen Praktikum für Studierende mit Chemie als Nebenfach Übung Nr. 4, 09./

3. Übungsblatt. Organische Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie

2. Übungsblatt. Organische Chemie für Studierende mit Nebenfach Chemie

Chemische Oszillationen

Transkript:

Vorlesung 7 Die hemische Kinetik (Vollhardt, 3 Aufl, S 70-72, 4 Aufl, S 54-58; art, S 107-110; Buddrus, S 26-29) befasst sich mit Geschwindigkeit, mit der eine Reaktion abläuft R S P Geschwindigkeit einer Reaktion zweiter Ordnung d[r] d[s] d[p] v = - = - = = k [R] [S] dt dt dt Arrhenius-Gleichung Die Reaktionsgeschwindigkeit ist k = Ae a) proportional zur Zahl der Stöße, die die Reaktionspartner untereinander erleiden b) proportional zur Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Stoß genügend Energie vorhanden ist, damit die Reaktion erfolgen kann Ein Stoß kann nur zu einer Reaktion führen, wenn die kinetische Energie, mit der sich die Stoßpartner einander nähern, mindestens den Wert E a hat (Aktivierungsenergie) Nach Boltzmann ist bei der Temperatur T der Anteil der Stöße mit der E Mindestenergie E a proportional zu a / RT e (Vollhardt, 3 Aufl, Abb 2-9, S 62, 4 Aufl, Abb 2-2, S 56) Bei vielen Reaktionen verursacht eine Temperaturerhöhung um 10 eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit um den Faktor 2-3 Bindungsdissoziationsenergien und Radikalische Substitution (Vollhardt, 3 Aufl, S 95-99, 4 Aufl, S 111-117; art S 71-76; Buddrus, S 77-82) omolytische Spaltung A B A B Δ = Bindungsdissoziationsenergie Radikale l l l l Beispiele Δ = 2424 kj mol -1 E a / RT Δ = 431 kj mol -1 Δ = 440 kj mol -1 Δ = 377 kj mol -1 Experimentalchemie, Prof Mayr 29

eterolytische Spaltung A B A B - Ionen Beispiele 3 3 l 3 l Der Energiebedarf hängt stark vom Lösungsmittel ab Die tabellierten Bindungsdissoziationsenergien beziehen sich auf homolytische Spaltungen Dissoziationsenergien einiger A B-Bindungen / kj mol 1 B A F l Br I 3 435 565 431 364 297 440 3 440 460 356 297 239 377 3 2 410 448 335 285 222 360 3 2 2 410 448 339 285 222 364 ( 3 ) 2 3957 444 339 285 222 360 ( 3 ) 3 389 460 339 280 218 352 Experimentalchemie, Prof Mayr 30

Radikalische hlorierung des Methans (Vollhardt, 3 Aufl, S 95-99, 4 Aufl, S 111-117; art, S 71-76) Versuch: Vorbereitung der Verbrennung eines Methan-hlor-Gemisches Kann Methan mit hlor überhaupt reagieren? Wir betrachten die Thermodynamik: l l l l Brechen von Brechen von Bildung von Bildung von l l l l - 105 kj mol -1 Substitutionsreaktion: Ein Wasserstoffatom im Methan wird durch hlor ersetzt Allgemein: Substitution ist der Ersatz eines Atoms oder einer Atomgruppe durch ein anderes Atom oder eine Atomgruppe Versuch: Ein zu 2 / 3 mit hlor aufgefüllter Standzylinder wird mit Methan aufgefüllt Obwohl eine exotherme Reaktion vorausgesagt wurde, passiert nichts Kinetik! Erst beim Entzünden oder Belichten erfolgt eine Reaktion Versuch: Methanflamme in hlor-atmosphäre Um diese Reaktion zu verstehen, müssen wir uns mit ihrem Mechanismus befassen Unter dem Reaktionsmechanismus versteht man eine detaillierte Beschreibung der Vorgänge, die von den Reaktanten zu den Produkten der Reaktion führen, einschließlich der harakterisierung der beteiligten Zwischenstufen und Übergangszustände Experimentalchemie, Prof Mayr 31

Am Beispiel der hlorierung des Methans betrachten wir erstmals einen Reaktionsmechanismus Kettenstart: hν oder Δ l l 2 Δ = 242 kj mol -1 hlor-atom = hlor-radikal Durch ein Lichtquant oder durch Erhitzen auf über 300 wird die Energie aufgebracht, um einzelne hlor-moleküle (l 2 ) in hlor-radikale (l ) zu spalten Kettenfortpflanzung: l Δ = 9 kj mol -1 l l Δ = - 114 kj mol -1 Methyl-Radikal - 105 kj mol -1 Kettenabbruch: l l l Die Gesamtreaktion besteht demnach aus einer Reihe von Einzelschritten, die jeweils für sich betrachtet werden müssen Experimentalchemie, Prof Mayr 32

hemiker verwenden zur Beschreibung von Reaktionsabläufen häufig Energieprofile Bei der Besprechung der Rotation um die -Bindung des Ethans haben wir bereits die potentielle Energie als Funktion eines Dihedral-Winkels betrachtet Allgemein tragen wir zur Beschreibung des Reaktionsablaufs die potentielle Energie des Systems (manchmal auch die Enthalpie oder die freie Enthalpie) gegen einen Parameter auf, der den Reaktionsfortschritt beschreibt: Man nennt dies die Reaktionskoordinate Sie wird häufig als qualitativer Parameter verwendet Ein Maximum im Energieprofil nennen wir Übergangszustand Eine Delle im Energieprofil nennen wir Zwischenstufe Diskussion des Energieprofils für die Bildung von hlormethan aus Methan und hlor (Vollhardt, 3 Aufl, Abb 3-8, S 98, 4 Aufl, Abb 3-6, S 115) Reaktionskoordinate Experimentalchemie, Prof Mayr 33