Zielsetzung (Formulierung für Schüler)

FD2 FS2013
2013-03-28
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Arbeitsblatt Landolt-Reaktion1
Zielsetzung (Formulierung für Schüler)
Anhand von Zeit-Messungen der Landolt-Reaktion soll gezeigt werden, dass die
Reaktionsgeschwindigkeit abhängig ist von der Konzentration und der Temperatur.
Reaktionsgeschwindigkeit - Theorie
Für eine Reaktion A + B  C gilt das folgende Gesetz für die Reaktionsgeschwindigkeit:
v = k * c (A) * c (B)
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist also proportional zu der Konzentration von A und von B, weil mit
höherer Konzentration die Zahl der Teilchenkollisionen zunimmt.
Die Geschwindigkeitskonstante k ist abhängig von der Temperatur, weil sich bei steigender Temperatur
die Teilchen schneller bewegen und somit die Zahl der Teilchenkollisionen ebenfalls zunimmt. Zudem
sind die Zusammenstösse heftiger und führen damit viel öfter zu einer Reaktion. Die Änderung der kinetischen Energie erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit weit stärker als die Zahl der Zusammenstösse.
Landolt-Reaktion
Die Summenformel der Landolt-Reaktion lautet: 2 HIO3 + 5 H2SO3 → 5 H2SO4 + I2 + H2O
Für die Reaktionsgeschwindigkeit gilt: v = k * c (HIO3) * c (H2SO3)
Mit den folgenden Messungen kannst Du prüfen, ob diese Formel stimmt.
Durchführung
Verwendete Lösungen


Lösung A: c(Kaliumiodat KIO3) = 0,02 Mol/L2
Lösung B: c(Natriumsulfit NaSO3) = 0,0035 Mol/L
Durchführung






Lösung A Volumen abmessen in einem Becherglas
Entsprechende Menge dest. Wasser zugeben. Rührung einschalten, kurz warten.
Lösung B Volumen abmessen in zweitem Becherglas.
Lösung B zu Lösung A leeren und Zeit stoppen bis zur phänomenalen, gefahrlosen
Überraschung.
Temperatur der Reaktionsmischung messen.
Messwerte (Zeit, Temperatur) eintragen in Tabelle.
Versuchsnummer
Messreihe 1 bei Raumtemperatur
1
2
3
4
Lösung A
mL
5
10
20
40
Dest. Wasser
mL
35
30
20
0
Lösung B
mL
40
40
40
40
Konzentration von Iodat
Mol / L
Reaktionszeit t
s
1
Quelle: Kanti Trogen Download 27.3.2013 www.kst-chemie.ch/grundlagenfach/pdf/GFCP13Landolt.pdf.
Hier wird KIO3 statt wie oben in der Formel beschrieben HIO5 verwendet. Aber das spielt in unserem
Zusammenhang keine Rolle. Wichtig ist die Konzentration von 0,02 Mol/L.
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Reziprokwert der Reaktionszeit 1/t auf 3 Stellen 1/s
Trage die Messwerte in das folgende Diagramm ein! Verbinde die Punkte im Diagramm mit einer Linie!
Reziprokwert der Reaktionszeit in
1/Sekunden
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
0,0000
0,0025
0,0050
0,0075
0,0100
Iodat-Anfangskonzentration in Mol / L
Führe nun eine zweite Messreihe bei einer anderen Temperatur durch! Dafür müssen die Chemikalien
zuerst temperiert werden. Stelle die Bechergläser mit den Chemikalien in ein Eisbad oder ein warmes
Wasserbad. Prüfe die Temperatur der Chemikalien laufend mit einem Thermometer. Erst wenn sich die
Temperatur nicht mehr ändert, kannst Du mit der Reaktion starten. (Vorgangsweise wie oben)
Messreihe 2 im Eisbad oder im warmen Wasserbad
Versuchsnummer
1
2
3
4
Lösung A
mL
5
10
20
40
Dest. Wasser
mL
35
30
20
0
Lösung B
mL
40
40
40
40
Temperatur nach Reaktion
°C
Konzentration von Iodat
Mol / L
Reaktionszeit t
s
Reziprokwert der Reaktionszeit 1/t auf 3 Stellen
1/s
Trage auch diese Messwerte in das Diagramm oben ein! Verbinde die Punkte wieder mit einer Linie!
Beschrifte beide Linien mit der Temperatur, bei der die Messungen der Messreihe durchgeführt wurden!
Der Reziprokwert der Reaktionszeit 1/t ist ein Mass für die Reaktionsgeschwindigkeit______.
Diese ist proportional________ zur Iodat-Konzentration.
Der Vergleich der beiden Messreihen zeigt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit mit der Temperatur
steigt_______________________________________________________________.
Ermittle aus dem Diagramm die Reaktionszeit für eine Iodat-Konzentration von 0,075 Mol/L.
 Temperatur: __________
 Reaktionszeit: __________
Wenn genügend Zeit bleibt, dann überprüfe Deine Vermutung mit einem Experiment!
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