Wie beeinflussen Konzentration und Temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit?
Teilchensimulation – Einfluss von Konzentration und Temperatur
Stelle Konzentration und Temperatur ein, starte die Simulation und
beobachte die Reaktionsrate. Wechsle zwischen Teilchenebene und den Diagrammen.
A + B→C
ABC (Produkt)
Reaktionsgeschwindigkeit
Reaktionen/s—
Stoffumsatz—
Teilchenzahl
N(A)—
N(B)—
N(C)—
Bedingungen
Temperatur—
Aufgaben
1 / 40
Reaktionsgeschwindigkeit
Die Reaktionsgeschwindigkeit v gibt an, wie schnell Edukte verbraucht oder Produkte gebildet werden. In der Simulation entspricht sie der Anzahl der Reaktionen pro Zeiteinheit.
Einfluss der Konzentration
Höhere Konzentration (mehr Teilchen im selben Volumen) erhöht die Stoßhäufigkeit. Bei mehr Stoßen pro Zeiteinheit steigt die Reaktionsrate — die Reaktion läuft schneller ab.
Einfluss der Temperatur
Höhere Temperatur erhöht die mittlere kinetische Energie der Teilchen. Dadurch steigt zum einen die Stoßhäufigkeit, zum anderen der Anteil der Teilchen mit ausreichend Energie (≥ EA). Beides beschleunigt die Reaktion. Als Faustregel gilt in der Realität die RGT-Regel: ca. Faktor 2 bis 4 pro 10 K. In dieser Simulation fällt der Temperaturgang schwächer aus — rund Faktor 1,1 pro 10 K und etwa Faktor 2 bis 2,5 von 300 K auf 400 K. Der Grund ist die niedrige Mindestenergie des Modells: Wäre sie so hoch, dass die RGT-Regel herauskäme, würde bei nur 120 Teilchen praktisch nie eine Reaktion sichtbar. Miss den Faktor selbst nach — und rechne mit dem Wert, den die Simulation liefert, nicht mit dem der Faustregel.
Diagramme
Das c-t-Diagramm zeigt den zeitlichen Konzentrationsverlauf der Stoffe A, B (sinken) und C (steigt). Das v-t-Diagramm zeigt die Reaktionsgeschwindigkeit über die Zeit (sinkt, da Edukte verbraucht werden).