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Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit beim Ethylamin-Zerfall

Für eine quantitative Auswertung am Beispiel des Ethylamin-Zerfalls wird bei 500 °C , 520 °C und 540 °C das Reaktionsgeschwindigkeitsgesetz vermessen.

CH3CH2NH2(g) H2C=CH2+ NH3
1 2 + 3

In allen drei Fällen wird ein Reaktionsgeschwindigkeitsgesetz erster Ordnung beobachtet.

500 °C ln ( p 1 ) = 4,60 0,0978 t 520 °C ln ( p 1 ) = 4,60 0,1928 t 540 °C ln ( p 1 ) = 4,60 0,3770 t

Bei Temperaturänderung bleibt die Reaktionsordnung also erhalten, lediglich die Geschwindigkeitskonstante verändert sich. Wird k gegen 1 / T in einem Diagramm aufgetragen, so steigt 1 / T exponentiell. Bei einer Auftragung ln ( k ) gegen 1 / T ergibt sich ein linearer Zusammenhang:

ln ( k ) = 25,12 21217 1 T y = n + m x

Die logarithmierte Arrhenius-Gleichung nimmt die gleiche Geradenform an:

ln ( k ) = ln ( A ) Ea R 1 T y = n + m x

Somit ergibt sich für die Aktivierungsenergie Ea ein Wert von:

Ea = R 21217 K = 176,4 kJmol-1

Für den Häufigkeitsfaktor A ergibt sich:

ln ( A ) = 25,12 A = 8,12 10 10

Fazit

Die vollständige Arrhenius-Gleichung für den Ethylamin-Zerfall lautet somit:

k = 8,12 10 10 e -176,4 kJmol-1 R T s-1

Untersuchungen in gasförmiger und flüssiger Phase zeigen, dass diese experimentelle Abhängigkeit für k von vielen Reaktionen befolgt wird.

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