Was ist die Reaktionsgeschwindigkeit?
Die Reaktionsgeschwindigkeit gibt an, wie stark sich die Konzentration eines Stoffs pro Zeiteinheit ändert. Manche Schulbücher schreiben sie mit dem Buchstaben υ: υ = ΔC ÷ Δt. Die Einheit ist mol/(l·s).
Damit eine Reaktion abläuft, müssen Teilchen zusammenstoßen. Aber nicht jeder Zusammenstoß führt zu einer Reaktion: Ein Teilchen braucht mehr Energie als die Aktivierungsenergie. Die Aktivierungsenergie ist die Mindestenergie, die für den Start einer Reaktion nötig ist.
| Faktor | Was ändert sich? | Beispiel |
|---|---|---|
| Temperatur | Teilchen bewegen sich schneller und stoßen heftiger zusammen | Milch wird im Kühlschrank nur langsam sauer |
| Konzentration | Mehr Teilchen pro Volumeneinheit, also mehr Zusammenstöße | Je konzentrierter die Salzsäure, desto schneller löst sich Zink auf |
| Oberfläche | Die Fläche für Zusammenstöße wird größer | Kalksteinpulver reagiert schneller als ein fester Brocken |
| Katalysator | Die Aktivierungsenergie sinkt | MnO2 beschleunigt die Zersetzung von Wasserstoffperoxid |
Ein Katalysator liegt nach der Reaktion selbst unverändert vor. Ein Inhibitor bewirkt das Gegenteil und verlangsamt eine Reaktion: Inhibitoren werden eingesetzt, um das Rosten von Eisen zu verlangsamen.
Nach der van-'t-Hoff-Regel (RGT-Regel) steigt die Geschwindigkeit vieler Reaktionen auf das 2- bis 4-Fache, wenn die Temperatur um 10°C steigt. Beträgt der Temperaturkoeffizient zum Beispiel 2, macht ein Anstieg um 30°C die Geschwindigkeit 2³ = 8-mal so groß.
Teste die Reaktionsgeschwindigkeit in der App Nalukh chem
Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
In der Box links bewegen sich Teilchen. Die oberste Zeile zeigt die Geschwindigkeit als Langsam 🐢, Mittel oder Schnell 🔥.
- Zieh den Schieberegler 🌡️ Temperatur nach rechts: Die Teilchen bewegen sich schneller.
- Zieh den Schieberegler 🧪 Konzentration in Richtung konzentriert: Es gibt mehr Teilchen.
- Zieh den Schieberegler 🪨 Oberfläche in Richtung Pulver: Die Teilchen werden kleiner.
- Wähle im Bereich Zusatzstoff den Button Keine, Katalysator oder Inhibitor. Ein Katalysator ist als grüne Punkte gezeichnet, ein Inhibitor als rote Kreuze.
- Die Zeile oben rechts zeigt, wie sich die Aktivierungsenergie ändert. Mit steigender Geschwindigkeit wechseln die Teilchen ihre Farbe von Blau nach Rot.
Aufgaben für den Simulator
Beim Öffnen des Simulators steht die Geschwindigkeit auf Langsam 🐢.
- Zieh nur einen Schieberegler ganz nach rechts. Welcher bringt die Geschwindigkeit auf Schnell 🔥? Antwort: Keiner. Jeder der drei hebt die Geschwindigkeit nur auf Mittel.
- Wie viele Schieberegler musst du ohne Zusatzstoff bewegen, um Schnell 🔥 zu erreichen? Antwort: Alle drei. Mit zwei Schiebereglern ganz rechts bleibt die Geschwindigkeit bei Mittel.
- Wähle Katalysator und zieh nur den Temperaturregler ganz nach rechts. Antwort: Die Geschwindigkeit wird Schnell 🔥.
- Wähle Inhibitor und zieh alle drei Schieberegler ganz nach rechts. Antwort: Die Geschwindigkeit bleibt bei Mittel.
Der Simulator zeigt die Geschwindigkeit in drei Stufen, nicht als Zahl. Die Schieberegler dienen zum Vergleich der Faktoren. Sie sind keine Messwerte einer echten Reaktion.
Beispiele aus Alltag und Industrie
- Lebensmittel im Kühlschrank aufzubewahren verlangsamt die Reaktionen, durch die sie verderben.
- In Schwefelsäureanlagen beschleunigt ein V2O5-Katalysator die Reaktion von SO2 zu SO3.
- Wird ein Feststoff zu Pulver gemahlen, vergrößert sich seine Oberfläche, und die Reaktion läuft schneller.
