Material
Auf die Oberfläche kommt es an
Neu auf lncu.de: Zu diesem Material gibt es auf der neuen LNCU-Seite möglicherweise eine weiterentwickelte Fassung: Weitergedacht: wann ist ein Stoß erfolgreich?
Material
Versuchsbeschreibung und Modelle
Es gilt zu überprüfen, ob die Größe der Oberfläche des Feststoffs eine Rolle für die Reaktionsgeschwindigkeit spielt.
Wie würden Sie es machen?
Video
Magnesiumspäne und -band reagieren mit Salzsäure (c = 1 mol/L)
Je 3mL Salzsäure mit c(HCl) = 1 mol/L werden mit der gleichen Masse Magnesium zur Reaktion gebracht.
linke Spritze: Magnesium fein verteilt in Spänen (größere Oberfläche)
rechte Spritze: Magnesium in einem Stück als Band (kleinere Oberfläche)
Erklärt werden können sowohl die Beobachtungen sowohl zu Beginn des Experiments als auch zum Ende.
Foliensatz 1
Ein einfaches Modell
zeigt die Auswirkung der Oberflächenvergrößerung. Die Wassermoleküle muss man sich dazu denken. Hier ist einfach der Hintergrund blau gefärbt.
Vertiefendes Material
Nicht jeder Stoß ein Treffer!
Warum gibt es eigentlich eine messbare Reaktionsgeschwindigkeit? In Gasgemischen bei normalen Drücken und Temperaturen kann jedes Molekül etwa 1010-mal pro Sekunde auf ein anderes Molekül stoßen.
Wäre jeder Stoß ein Treffer, so würden Reaktionen blitzschnell zu Ende sein. Quasi "direkt".
Viel zu schnell, als dass wir über längere Zeit z. b. eine Gasentwicklung beobachten können.
Nebenstehendes Material erklärt, warum nur ein kleiner Teil der Stöße erfolgreich ist.
Foliensatz 2
Stoßtheorie, Aktivierungsenergie und Boltzmann-Verteilung
Sie können sich auch in Ruhe die Foliensätze angucken.
Fazit
Reaktionen, an denen Feststoffe beteiligt sind, laufen in Abhängigkeit von der Größe der Oberfläche des Feststoffes verschieden schnell ab. Je größer die Oberfläche, desto mehr Zusammenstöße von Teilchen können an der Phasengrenze stattfinden und desto schneller verläuft die Reaktion.
Dies liegt in der Stoßtheorie begründet, wobei nicht jeder Stoß zum erfolgt führt!