Reaktionsgeschwindigkeit über Trübung und Farbe – verschwindendes Kreuz und Kristallviolett
ChemieKinetik und GleichgewichtAlter 15–16
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Zum Starten anmeldenEin virtuelles Labor mit zwei Wegen, eine Reaktionsgeschwindigkeit ohne Auffangen von Gas zu messen. Verschwindendes Kreuz: Na₂S₂O₃ + HCl bildet Schwefel, der die Lösung allmählich trübt; die Lernenden stoppen die Zeit, bis das Kreuz verschwindet, berechnen 1/t und tragen es gegen Konzentration und Temperatur auf. Kolorimeter: Kristallviolett entfärbt sich in überschüssiger NaOH; der Vergleich der Diagramme von A, ln A und 1/A zeigt die erste Ordnung bezüglich des Farbstoffs und liefert die Geschwindigkeitskonstante k.
Lektion: Reaktionsgeschwindigkeit – Messung, Einfluss von Konzentration und Temperatur, Geschwindigkeitskonstante
Was sie zeigt
Zwei klassische Wege, eine Reaktion ohne Auffangen von Gas zu verfolgen. Beim verschwindenden Kreuz bildet Na₂S₂O₃ + 2HCl → 2NaCl + S + SO₂ + H₂O kolloidalen Schwefel, bis das Kreuz unter dem Kolben nicht mehr zu sehen ist. Jede Messung endet bei derselben Schwefelmenge, daher misst 1/t die mittlere Geschwindigkeit: Sie ist proportional zur Thiosulfat-Konzentration und verdoppelt sich etwa alle 10 °C. Beim Kolorimeter reagiert Kristallviolett mit überschüssigem Hydroxid; die Absorbanz folgt A = εlc, und nur das Diagramm ln A gegen die Zeit ist linear, was auf erste Ordnung bezüglich des Farbstoffs mit k' = −Steigung hinweist.
So funktioniert es
Wählen Sie die Methode. Beim verschwindenden Kreuz stellen Sie Na₂S₂O₃ 0,15 M, Temperatur und Zeitraffer ein, klicken auf HCl zugeben, Start und dann auf Kreuz weg – Stopp, sobald das Kreuz verschwindet, oder nutzen Auto-Messung. Wechseln Sie das Diagramm zwischen 1/t – Konzentration und 1/t – Temperatur. Beim Kolorimeter stellen Sie [OH⁻] und Temperatur ein, klicken auf Messung starten und vergleichen A – t, ln A – t und 1/A – t. Letzte löschen, Tabelle leeren und Zurücksetzen verwalten die Daten.
Einstellbare Parameter
- Messmethode Verschwindendes Kreuz (Na₂S₂O₃ + HCl), Kolorimeter (Kristallviolett + NaOH)
- Volumen Na₂S₂O₃ 0,15 M (mit Wasser auf 50 mL aufgefüllt) 10–50 mL
- Temperatur 10–50 °C
- OH⁻-Konzentration (NaOH, Kolorimeter) 0,01–0,1 M
Fragen zum Erkunden
- Warum kann man beim verschwindenden Kreuz 1/t als Maß für die Reaktionsgeschwindigkeit verwenden?
- Wie ändert sich die Zeit bis zum Verschwinden des Kreuzes, wenn die Temperatur um 10 °C steigt?
- Warum zeigt ein lineares Diagramm von ln A gegen die Zeit eine erste Ordnung bezüglich Kristallviolett?
