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Reaktionsbedingungen und Reaktionswärme
 
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TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 251

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 06:49    Titel: Reaktionsbedingungen und Reaktionswärme Antworten mit Zitat

Hallo!
Ich habe gelernt, das jede Reaktion unter bestimmten Bedingungen statt findet.
Manche Stoffe benötigen besondere Temperatur sprich Wärme, oder Druck, oder einen Katalysator der die Reaktion startet.
Bei Schwefel wird beschrieben, das es nur bei erhöhten Temperaturen reagiert.
Sprich lege ich ein Stück Edelstahl in Schwefelpulver bei 20 Grad, dann passiert da nix.
Jetzt habe ich aber auch gelernt, das Schwefel sich in der Stahlschmelze zu Sulfiden verbindet.
Erhöhte Temperatur paßt also.
Es scheint aber so, das sich ein Teil dieser Bindungen auflöst, durch die Legierung diffundiert, an Korngrenzen und die Oberfläche und neue Verbindungen eingeht.
Wieso funktioniert das auch bei 20 Grad???
Ist es in diesem Fall was anderes, weil der Schwefel bereits im Kristallgitter ist???
Adders



Anmeldungsdatum: 08.04.2020
Beiträge: 12

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 09:46    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht musst du die Frage noch mal etwas präzisieren. Generell muss man immer Kinetik und Thermodynamik einer Reaktion beachten.

Kinetik: Jede Reaktion benötigt eine Aktivierungsenergie, die oft durch thermische Energie zugeführt werden kann. Das hat was zu tun z.B. mit Bewegung (mehr Bewegungen = mehr Stöße zwischen Atomen), oder, dass bestehende Bindungen gebrochen werden müssen, bevor neue geknüpft werden können. Das ist bei Schwefel nicht anders, der liegt in der Regel als Ring vor (also Bindungen brechen). Durch Zugabe eines passenden Katalysators kann die Aktivierungsenergie herabgesetzt werden.

Thermodynamik: Dazu muss noch beachtet werden, ob die Produkte energetisch unter den Edukten liegen (Stichwort endergonisch/exergonisch). Ist das nicht der Fall muss weiter über die gesamte Reaktion Energie zugeführt werden - auch das geschieht häufig wieder über Wärme. Wenn ich das richtig sehe ist das im konkreten Beispiel aber nicht nötig.
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 251

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 11:17    Titel: Antworten mit Zitat

Ich versuche es besser zu formulieren.

Ich habe jetzt mein Stück fertigen Edelstahl.
Dann habe ich Schwefel Segregation, wodurch Schwefel sich vom Mangan trennt und an die Korngrenzen wandert.
Dort bildet er wohl Chromsulfid.

Jetzt wären meine Fragen.
Stimmt das so weit?

Und außerdem.
Findet das nur bei höheren Temperaturen statt das Schwefel sich erst vom Mangansulfid auftrennt und dann wandert, oder auch bei Raumtemperatur?
Und warum hat er überhaupt das Bestreben sich zu trennen?
Er war doch gebunden.
Würde das schon bei Raumtemperatur stattfinden, hätte ich ja irgendwann kein Mangansulfid mehr.


Und wenn das bei Raumtemperatur geht, warum kann der Schwefel dann in dem Edelstahl reagieren, aber nicht wenn ich den Stahl einfach in Schwefelpulver lege.

Fühle mich gerade völligst doof...
Adders



Anmeldungsdatum: 08.04.2020
Beiträge: 12

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 11:35    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, das ist wirklich eine komplett andere Frage als ich durch den ersten Post erwartet habe.
Die Begründung Kinetik+Thermodynamik funktioniert natürlich immer, aber ich vermute das ist dir etwas zu oberflächlich. smile
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 251

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 12:48    Titel: Antworten mit Zitat

Deine Antwort hat mir trotzdem geholfen.
Danke dafür.

Aber ich habe halt leider eine andere Fragestellung.
AC-Gast
Gast





BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 13:00    Titel: Reaktion Antworten mit Zitat

Bei chemischen Reaktionen sind auch Begriffe wie "Aktivierungsenergie" und Reaktionsoberfläche wichtige Größen.
Die Aktivierungsenergie steht im Zusammenhang mit der Reaktionstemperatur.
Im gegebenen Beispiel hast du dann noch im Fall von festem Stahl und Schwefelpulver eine heterogene Reaktion,bzw. nur eine Grenzflächenreaktion,wo Diffusions u.ä, die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmen.
Die Reaktionen in der Stahlschmelze wäre eine homogene Reaktion,wo auch noch die Temperatur deutlich höher ist.
Je nach Zusammensetzung des Stahls kann in geringem(!) Maße auch eine Reaktion an der Oberfläche erfolgen,bei RT wird das aber sehr langsam ablaufen(die in anderen threads oft genannten Faktoren Temperatur,Druck und eben Zeit!).

AC-Gast.
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 251

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 15:34    Titel: Antworten mit Zitat

Sprich bei Raumtemperatur habe ich nur Veränderungen durch Diffusion.
Also bei Raumtemperatur extremst langsam.
Wobei sich bei Raumtemperatur das Mangansulfid doch auch gar nicht auflöst.
Oder?
AC-Gast
Gast





BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 17:14    Titel: Oberfläche Antworten mit Zitat

Beim festen Stahl hast du nur die Reaktion der Oberfläche(wie weit die geht,ist nicht fest definiert) mit der Umgebung.
Liegt da Schwefelpulver herum,werden sicherlich auch einige Atome mit dem Stahl zu Sulfiden reagieren,aber nicht in relevanten Mengen.
Bei genauer Untersuchung,z.B mittels AFM/STM(vgl. Rastertunnelmikroskopie u.ä.) würde man diese feststellen,ebenso wie Veränderung der Oberfläche durch Reaktion des Stahls mit anderen Umgebungsbestandteilen(Sauerstoff,
CO2,NH3...).
Das gehört dann zur natürliche alterung,wenn die Prozesse bei ca. RT ablaufen.

AC-Gast.
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 251

BeitragVerfasst am: 09. Sep 2020 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

Ich meinte das Mangansulfid und Eisensulfid das sich im Inneren bei der Herstellung gebiödet hat.
Davon wird sich bei nur Raumtemperatur nix auflösen.
Also auch keine Scheefelfreisetzung für Segregation.
Richtig?

Erst bei höherer Temperatur, Auflösung der Sulfide im Material.
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