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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 20. Nov 2011 17:55    Titel: Hydrolyse... Antworten mit Zitat

ichbrauche hilfe:

Die saure Hydrolyse von Phospholensäureamid ist eine Reaktion 1. Ordnung.
Die Reaktion wurde in wässriger Borsäurelösung bei einem pHwert von 4,45 durchgeführt und durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit reaktionskinetisch verfolgt...

jetzt habe ich folgende Daten gegeben... die Leitfähigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten und die Endleitfähigkeit und die Temperatur.

Aufgaben: Stellen Sie den Zusammenhang zwischen der Leitfähigkeit und der Konzentration des Ausgangsstoffes her.
Ermitteln Sie die Geschwindigkeitskonstante.

meine ideen wären jetzt folgende... also am anfang hat man ja keine ionen und am ende liegen 2 ionen vor...der zusammenhang wär dann proportional?????

und die geschwindigkeitskonstante..die kann man mit der gleichung c=c0*e^(-k*t) ausrechnen????
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 20. Nov 2011 20:29    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
meine ideen wären jetzt folgende... also am anfang hat man ja keine ionen und am ende liegen 2 ionen vor...der zusammenhang wär dann proportional?????

(fast) richtige schlussfolgerung, verkehrte begruendung: auch die reine borsaureloesung ist ja bereits mit ionen beladen
B(OH)3 + H2O <--> [B(OH)4]- + H+
der zusammenhang ist also linear, nicht proportional
Zitat:

und die geschwindigkeitskonstante..die kann man mit der gleichung c=c0*e^(-k*t) ausrechnen????

so ist es, denn es ist dir verraten worden, dass es eine reaktion 1. ordnung sein soll

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 20. Nov 2011 22:11    Titel: Antworten mit Zitat

danke für die schnelle antwort...

jetzt bin ich grade nur noch verwirrt...

die leitfähigkeit ändert sich also während des versuchs nicht oder? da ja bei den edukten gleich viele ionen wie bei den produkten vorliegen...oder?

wenn man jetzt die konzentration verdoppelt verdoppelt sich auch die anzahl der ionen und damit die leitfähigkeit...
genauso mit vervierfachen, fünffachen und so weiter..

ahhh irgendwas ist falsch...liegen bei den produkten doch mehr ionen vor?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 20. Nov 2011 22:39    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
die leitfähigkeit ändert sich also während des versuchs nicht oder?

doch .... du faengst nur halt nicht bei einer leitfaehigkeit von null an, sondern hast halt schon eine grund-leitfaehigkeit in der suppe drin durch die katalysierende borsaeure.
sei deine leitfaehigkeit , so gilt:



du setzt den borsaeureanteil naeherungsweise als konstant, da diese nur katalytisch ist und sich nicht verbraucht

kommst du weiter ?

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 21. Nov 2011 18:33    Titel: Antworten mit Zitat

also verstanden hab ich das schon..aber ich krieg jetzt den zusammenhang irgendwie nicht so ganz auf die reihe...

LF(Leitfähigkeit)=ALF(Anfangsleitfähigkeit bei 0 sekunden)+ die abnehmende konzentration?!

wenn die konzentration des ausgangsstoffes abnimmt nimmt die leitfähigkeit zu...aber der zusammenhang bereitet mir irgendwie schwierigkeiten...

und bei der formel c=c0*e^-k*t bräuchte ich ja werte für c und c0...die kriege ich dann wahrscheinlich erst durch den zusammenhang von leitfähigkeit und konzentration, richtig?

aber wie komme ich auf den zusammenhang Hilfe
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 21. Nov 2011 20:04    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
wenn die konzentration des ausgangsstoffes abnimmt nimmt die leitfähigkeit zu...aber der zusammenhang bereitet mir irgendwie schwierigkeiten...

dein edukt ist nicht/anders leitend als das hydrolysat
die aenderung der leitfaehigkeit ist somit der konzentrationsaenderung proportional
weil du die werte fuer t=0 und "vollstandige hydrolyse" kennst, kannst du dem gesamten intervall der aenderung eine entsprechende konzentrationsveraenderung zuweisen: die anfangs-konzentration an edukt c0 faellt bis auf (praktisch) null ab, waehrend sich die leitfaehigkeit von auf aendert

somit gilt fuer c(t) und (t) = werte zum zeitpunkt t:



Zitat:
aber wie komme ich auf den zusammenhang

den hab ich dir oben grad hingepinselt ... kommst du weiter?

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 21. Nov 2011 20:40    Titel: Antworten mit Zitat

somit gilt fuer c(t) und (t) = werte zum zeitpunkt t:



jetzt versuch ich mir irgendwie zu erklären wie du auf den zusammenhang kommst... Big Laugh
tut mir leid, ich glaube ich bin heute ein bisschen doof :P

also wie kommt denn jetzt zum beispiel der faktor c0 ins spiel?

ich hab mir versucht den quotienten an einem graphen LF gegen die zeit klarzumachen, ist der ansatz richtig?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 21. Nov 2011 21:31    Titel: Antworten mit Zitat



ist der mathematische ausdruck fuer "% des intervalls zwischen den beiden lambda, in abhaengigkeit von t ", wobei ich durch anordnung / auswahl der elemente im zaehler dafuer gesorgt habe, dass der ausdruck von 1 nach null laeuft

c aendert sich proportional dazu, wodurch ich also c(t) durch multiplikation von c0 mit dem term erhalte

..was angenehmerweise durch die ganzen dahinter stehenden normierungen eine feinbetrachtung darueber, welche ionen und mit welcher leitfaehigkeit usw. da nun genau entstehen, komplett entbehrlich macht
es reicht anzunehmen dass sich lambda proportional zu der konzentration der entstehenden ionen aendert (wovon man bei verduennten loesungen usw. gut-naeherungsweise ausgehen darf)

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 22. Nov 2011 18:28    Titel: Antworten mit Zitat

hab alles verstanden bis auf...

magician4 hat Folgendes geschrieben:


ist der mathematische ausdruck fuer "% des intervalls zwischen den beiden lambda, in abhaengigkeit von t ", wobei ich durch anordnung / auswahl der elemente im zaehler dafuer gesorgt habe, dass der ausdruck von 1 nach null laeuftingo
abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 22. Nov 2011 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

kennt man denn c0? also die ausgangskonzentration, weil sonst wird es ja wieder schwierig konzentrationen mit dem prozentwert auszurechnen...oder?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 22. Nov 2011 19:50    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
hab alles verstanden bis auf...


nunja, du musst den zaehler halt entsprechend dir einrichten
man koennte es sich ja auch anders einrichten: in dem ausdruck


wuerde der ausdruck z.b. von null nach 1 laufen

lass es dir mal ein wenig durch den kopf gehen, dann wirds klarer
Zitat:

kennt man denn c0? also die ausgangskonzentration, weil sonst wird es ja wieder schwierig konzentrationen mit dem prozentwert auszurechnen...oder?

i.a. kennt man c0, ja
hier ist das jedoch entbehrlich, weil du ja jedes c(t) in einem %-satz a(t) von c0 ausdruecken kanst:
c(t1) = a1 *c0 = (lambda-quotient (t1)) * c0 ; c(t2) = a2 *c0 = (lambda-quotient (t2)) * c0

... und du schlussendlich ja immer nur den quotienten c(t1)/c(t2) brauchst, wodurch sich die c0 - abhaengigkeit rauskuerzt:

(bildung c(t) aus c(t) = c0*e-kt , division c(t1)/c(t2) , anwendung der regeln zur exponentialrechnung, beidseitiges laogarithmieren):


umstellen der gleichung, aufloesen nach k , ersetzen c(t) durch





der loesungsausdruck wird also c0 - frei

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 23. Nov 2011 13:00    Titel: Antworten mit Zitat

ok...jetzt hab ichs langsam...

aber:
1. sind dann leitfähigkeit und ausgangskonzentration nicht antiproportional zueinander? wenn die ausgangskonzentration abnimmt nimmt die leitfähigkeit zu...wenn es nur noch 40% der ausgangskonzentration sind, beträgt die leitfähigkeit 60% der Endleitfähigkeit!
Stimmt das alles so?

2. ich bin jetzt anders an k gekommen und zwar habe ich:
die gleichungen c(t1)=c0*der lambda-quotient und c(t1)=c0*e^-k*t1 gleichgesetzt...
dann konnte ich durch c0 dividieren und kam dann zur formel:
k=-1/t1*ln(lambdaEnd-lambda t1 / lambdaEnd-lambda0)
ist das denn so auch richtig?

3. ich hab das ganze mal ausgrechnet und komme für jedes t das ich einsetze auf andere k werte...mit deiner formel habe ich es auch mal durchgerechnet, aber da komm ich auch auf unterschiedliche werte.
Kleine Unterschiede könnte ich ja versetehen...aber einmal war es 24, ... und einmal 0,01...
da kann doch was nicht stimmen?

ich kann ja mal die werte angeben...vllt kannst du es mal nachrechnen...
also: endleitfähigkeit ist 384,09
bei
t Leitfähigkeit
0 23,31
1,25 66,18
1,33 69,39
1,42 71,37
1,50 76,26
1,75 82,55
1,92 87,60
2,25 97,12
.....
3,92 143,55

in der aufgabe war noch der pH wert von 4,45 und die temperatur angegeben...das ist aber bei der lösung der aufgabe nicht relevant oder?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 10990
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 23. Nov 2011 14:22    Titel: Antworten mit Zitat

zu 1.: darum hab ich den zaehler ja grad so gebastelt, dass der bruch von eins nach null laeuft, waehrend die leitfaehigkeit gleichzeitig steigt

zu 2.: das ist ebenfalls korrekt

zu 3.: ich weiss ja nicht was du da gerechnet hast, aber mit deinem ansatz gem (2) bekomme ich folgende einzelwerte fuer k:



ausdruck auf deine geposteten werte angewandt:












--> die von dir gefundene starke streuung vermag ich nicht zu bestaetigen

weiterhin teile ich deine einschaetzung, dass pH und temperatur lediglich informationshalber gegeben sind (oder um klarzustellen, dass diese bei dieser untersuchung als konstant zu unterstellen sind), jedoch fuer die eigentliche rechnung ohne belang sind

gruss

ingo

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abc123



Anmeldungsdatum: 02.11.2011
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 24. Nov 2011 12:07    Titel: Antworten mit Zitat

alles verstanden und ich komm auch zu den richtigen werten Thumbs up!

vielen dank, hat mir sehr geholfen! Wink
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