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Viele fortgeschrittene Schüler und Studenten der Chemie führen ein Experiment durch, das als "Ioduhr" -Reaktion bekannt ist. Dabei reagiert Wasserstoffperoxid mit Iodid unter Bildung von Iod, und das Iod reagiert anschließend mit dem Thiosulfation, bis das Thiosulfat verbraucht ist. Zu diesem Zeitpunkt färben sich die Reaktionslösungen in Gegenwart von Stärke blau. Das Experiment hilft den Schülern, die Grundlagen der chemischen Kinetik zu verstehen - die Geschwindigkeit, mit der Reaktionen stattfinden.
Aktivierungsenergie
Chemische Reaktionen sind thermodynamisch "günstig", wenn die Gesamtenergie der Produkte geringer ist als die Gesamtenergie der Reaktanten. Die Bildung von Produkten erfordert jedoch zuerst einen Bindungsbruch in den Reaktanten, und die Energie, die erforderlich ist, um sie zu brechen, stellt eine Energiebarriere dar, die als "Aktivierungsenergie" oder Ea bekannt ist.
Aktivierungsenergie messen
Die Bestimmung der Aktivierungsenergie erfordert kinetische Daten, d. H. Die Geschwindigkeitskonstante k der Reaktion, die bei einer Vielzahl von Temperaturen bestimmt wird. Der Schüler erstellt dann einen Graphen von ln k auf der y-Achse und 1 / T auf der x-Achse, wobei T die Temperatur in Kelvin ist. Die Datenpunkte sollten entlang einer geraden Linie fallen, deren Steigung gleich (-Ea / R) ist, wobei R die ideale Gaskonstante ist.
Jod-Uhr-Aktivierungsenergie
Die Auftragung von (ln k) gegen (1 / T) für die Iodtaktreaktion sollte eine Steigung von etwa -6230 ergeben. Somit ist (-Ea / R) = -6230. Unter Verwendung einer idealen Gaskonstante von R = 8,314 J / Mol ergibt sich Ea = 6800 · 8,314 = 51,800 J / Mol oder 51,8 kJ / Mol.