Versuch 5.6.1 Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante k

1. 2.
Versuchsaufbau Reaktionsbeginn
3. 4.
Nach 30 Sekunden Nach 60 Sekunden
Animation des Versuchs MPEG-Format(454k)
Animation des Versuchs GIF-Format(467k)
1.Bild:Versuchsaufbau: In jedem Becherglas befindet sich je ein Reagensglas mit einer 1-molaren Eisen(III)-chlorid-Lösung und einer 1-molaren Natriumthiosulfat-Lösung. Diese werden durch Wasserbäder unterschiedlich temperiert:
Links: 20 °C Mitte: 40 °C Rechts: 60 °C
Nach Einstellung der Temperaturen werden die Lösungen zusammengegossen.
2.Bild:Eisen(III)-ionen werden durch Thiosulfat zu Eisen(II)-ionen reduziert:
2 Fe3+ + 2 S2O32-® 2 Fe2+ + S4O62-
Die Reduktion verläuft über einen tiefgefärbten Zwischenkomplex, dessen Zerfall hier beobachtet wird.
3.Bild:Nach 30 Sekunden hat sich die Lösung im 60 °C-Wasserbad fast vollständig entfärbt. Bei der Lösung im 40 °C-Wasserbad kann man eine leichte Entfärbung erkennen.
4.Bild:Nach 60 Sekunden hat sich auch die Lösung im 40 °C-Wasserbad fast vollständig entfärbt. Die Lösung im 20 °C-Wasserbad zeigt erst nach über 10 Minuten eine erkennbare Reaktion.
Die Geschwindigkeit bei allen chemischen Reaktionen nimmt mit steigender Temperatur zu. Die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstanten k wird quantitativ durch die Arrhenius-Gleichung beschrieben:

k = A×exp (-Ea / RT)

Dabei ist A eine für die jeweilige Reaktion charakteristische Konstante und Ea die Aktivierungsenergie der Reaktion.
Als Faustregel gilt, daß eine Temperaturerhöhung um 10° eine Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit bewirkt.
Aufgabe 5.6.1:
Lösung		 Gibt es Reaktionen, deren Geschwindigkeit von der Temperatur unabhängig sind?
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