Online Registrierung für alle Studierende der Studiengänge: Chemie Bachelor, Lebensmittelchemie, Chemische Biologie, Biologie, Physik, Lehramt.

Anmeldung zum Physikalisch-Chemischen Praktikum für Anfänger:

A-PC Praktikum

die Anmeldung soll schon jetzt für das WS2019/2020 oder SS2020 gemacht werden

Online Registrierung für alleStudierende der Studiengänge:

Chemie Bachelor, Lebensmittelchemie, Chemische Biologie, Biologie, Physik, Lehramt.

 www.ipc.kit.edu

 Studium und Lehre

 Praktika

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 Anmeldung(ab sofort bis zum 2.02.2020(gilt für beide Semester) )

Termine im A-PC Praktikum WS 2019/20 hauptsächlich Studierende der Physik und Lebensmittelchemie

Vorbesprechung:

Freitag, den 14.02.2020, HSI 9:45-11:15 Uhr - Es besteht Anwesenheitspflicht!

Der erste Praktikumstag: Mittwoch, den 19.02.2020 ab 10-14 Uhr Praktika: Mo/Mi/Fr 10:00 - 14:00 Uhr

Praktikumsende: Freitag, den 20.03.2020

Veranstaltung: Freitag, den 14.02.2020, 14-15:30 Uhr Montag, den 17.02.2020, 9:45-13:00 Uhr Dienstag, den 18.02.2020, 9.45-11:15 Uhr Wer soll sich anmelden?

Jeder Studierende, der den Schein in PCI oder PCII schon hat, bzw. plant den Schein noch vor dem Beginn des Praktikums zu bekommen.

Die Voraussetzung zur Teilnahme ist eine bestandene Klausur zu PC I oder PC II.

Bei Nichterfüllung dieser Voraussetzung wird trotz der rechtzeitigen Anmeldung kein Praktikumszugang gewährt.

SWS: bis zu 10 je nach Studiengang

1) Formalkinetik

1.1) Vorbemerkungen – Grundbegriffe

Reaktionsgeschwindigkeit, -mechanismus

Reaktionslaufzahl, Elementarreaktionen (uni-,bi-,trimolekular) 1.2) Einfache Kinetiken - Geschwindigkeitsgesetze und deren

Integration

1.2.1) Reaktionen Nullter Ordnung 1.2.2) Reaktionen Erster Ordnung

1.2.3) Reaktionen Erster Ordnung mit Rückreaktion erster

Ordnung

Zeit [ A ]

t k A

t

A ]( )  [ ]

₀



₀



[

Zeit [ A ]

[A

₀

] [ A ]( t )  [ A ]

₀

 k

₀

 t

Zeit [ A ]

[A

₀

]

Steigung: -k

₀

t k A

t

A ]( )  [ ]

₀



₀



[

Zeit [ A ]

[A

₀

]

Steigung: -k

₀

t k A

t

A ]( )  [ ]

₀



₀



[

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

KEINE Reaktion 0. Ordnung

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

t Rohrz e k

n _.  ^{ }

k = 0.0034 min

^-1

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

t Rohrz e k

n _.  ^{ }

k = 0.0034 min

^-1

Reaktion 1. Ordnung

-3 -2 -1 0

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit [Minuten]

[A]

0

ln [A]

Reaktion 1. Ordnung – geschickte graphische Darstellung

-3 -2 -1 0

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit [Minuten]

[A]

0

ln [A]

Reaktion 1. Ordnung – geschickte graphische Darstellung

-3 -2 -1 0

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit [Minuten]

[A]

0

ln [A]

Reaktion 1. Ordnung – geschickte graphische Darstellung

Steigung: -k

₁













[A]0

ln [A]

0, [A]

t

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

Halbwertszeit

Reaktion 1. Ordnung

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

Halbwertszeit

Reaktion 1. Ordnung

* 0.5

t

_1/2

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

Halbwertszeit

Reaktion 1. Ordnung

0.25

* 0.5

* 0.5

t

_1/2

t

_1/2

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

Halbwertszeit

Reaktion 1. Ordnung

0.25

* 0.5

* 0.5

t

_1/2

t

_1/2

t

_1/2

* 0.5

0.125

0 0.5 1

Zeit

A

A → B A

₀

A

_∞

Konzentration

0 0.5 1

Zeit

A B

A → B A

₀

B

₀

A

_∞

B

_∞

Konzentration

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 1.00 mol/l

[B]₀ = 0.00 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.3.1 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 0.67 mol/l

[B]₀ = 0.33 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.3.1 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 0.50 mol/l

[B]₀ = 0.50 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 0.50 mol/l

[B]₀ = 0.50 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 0.33 mol/l

[B]₀ = 0.67 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Anfangskonzentration [A]₀ = 0.00 mol/l

[B]₀ = 1.00 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

_∞

[B]

_∞

[A]

₀

[B]

₀

[A]

[B]

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Geschwindigkeitskonstanten [A]₀ = 1.00 mol/l

[B]₀ = 0.00 mol/l

k

₁

= 2 s

^-1

k

_-1

= 1 s

^-1

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

₀

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Geschwindigkeitskonstanten [A]₀ = 1.00 mol/l

[B]₀ = 0.00 mol/l

k

₁

= 1 s

^-1

k

_-1

= 0.5 s

^-1

[A]

_∞

[B]

_∞

[B]

₀

[A]

[B]

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit t Konzentration

[A], [B]

[A]

₀

1.2.3 Reaktion mit Rückreaktion

Variation der Geschwindigkeitskonstanten [A]₀ = 1.00 mol/l

[B]₀ = 0.00 mol/l

k

₁

= 1 s

^-1

k

_-1

= 2 s

^-1

[A]

_∞

[B]

_∞

[B]

₀

[A]

[B]

A ↔ B

k

₁

k

_-1

Zeit [A ]

1.2.4) Reaktionen zweiter Ordnung

 

 

₀ ²

A 1

1 2 k t A



  

Zeit [A ]

1.2.4) Reaktionen zweiter Ordnung

 

 

₀ ²

A 1

1 2 k t A



  

[A]

₀

Zeit [A ]

1.2.4) Reaktionen zweiter Ordnung

 

 

₀ ²

A 1

1 2 k t A



  

[A]

₀

[A]=[A]

₀

*e

^-k1*t (1. Ordnung, z. Vgl)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

0 2 4 6 8 10

Zeit (Sekunden) [ A/A_o ]

k

₂

=1

liter/mol*s

k

₂

=0,1

liter/mol*s

k

₂

=0,01

liter/mol*s

 

 

₀ ²

A 1

1 2 k t A



  

1.2.4) Reaktionen zweiter Ordnung

k

₂

=10

liter/mol*s

Zeit t

  ^{A 1}

₀

Reaktion 2. Ordnung – geschickte graphische Darstellung (1)

  ^{A 1}

   

^{A1  A1} ₀ ^{ 2 k2 t}

y = a + b ^. x

Reaktion 2. Ordnung – geschickte graphische Darstellung (2)

 

^{A t  2 k1} ₂ ^{ 2 k} ₂^1

   

^A ₀ ^A

y = a + b ^. x

 

 

₂

 

₀

2

2 1 2

1

A b k

A x

a k t

A y



 





 



[A]

^.

t



[A]

Reaktion 2. Ordnung – geschickte graphische Darstellung (2)

 

 

₂

 

₀

2

2 1 2

1

A b k

A x

a k t

A y



 





 



[A]

^.

t



[A]

[A]

₀

Steigung 2

2

 

0

1 A k 

  2

2

1

 k

 

^{A t  2 k1} ₂ ^{ 2 k} ₂^1

   

^A ₀ ^A

y = a + b ^. x

0 0,25 0,5 0,75 1

Zeit [A ]

1.2.3) Reaktionen zweiter Ordnung

[A]

₀

t

_1/2

0 0,25 0,5 0,75 1

Zeit [A ]

1.2.3) Reaktionen zweiter Ordnung

[A]

₀

t

_1/2

0,25 0,125

0 0,25 0,5 0,75 1

Zeit [A ]

1.2.3) Reaktionen zweiter Ordnung

[A]

₀

t

_1/2

0,25 0,125

0 0.5 1

0 100 200 300 400 500 600 700

Zeit (Minuten) Relative

Rohrzucker menge

Halbwertszeit

Reaktion 1. Ordnung

0.25

* 0.5

* 0.5

t

_1/2

t

_1/2

t

_1/2

* 0.5

0.125

Zum Vergleich

0 0.5 1 1.5 2

Reaktion 2. Ordnung A + B → C

Einwaage:

[A]

₀

1 mol/l [B]

₀

1 mol/l

A

Zeit t

[A], [B]

0 0.5 1 1.5 2

Reaktion 2. Ordnung A + B → C

A B

Einwaage:

[A]

₀

1 mol/l [B]

₀

1 mol/l

Zeit t

[A], [B]

0 0.5 1 1.5 2

Reaktion 2. Ordnung A + B → C

A

Einwaage:

[A]

₀

1 mol/l [B]

₀

2 mol/l

Zeit t

[A], [B]

0 0.5 1 1.5 2

Reaktion 2. Ordnung A + B → C

B

A

Einwaage:

[A]

₀

1 mol/l [B]

₀

2 mol/l

Zeit t

[A], [B]

         

 



B x

  

A ^{k t} B

x A

A

B _{0 0} ²

0 0

0 0

1 ln  



 











 





     

 

        

B A



k t A

x B

B x A

2 0 0

0 0

0

ln 0    



 













 

¹ 

    

^B ₀  ^A ₀





exp

 

   

 

 ^{B A}

0

^{x x}    ^{B A}

0

^e

^{   B 0 A 0k2t} 0

0



 







  

 

^BA ₀⁰



 

 

 

   

 

^{    }



 



 



( ) 0

0 0

0 0 0 2

t f

t k A

e

B

B A x

B

x

A

_{ }

 



 

⁾

( B ₀ x



 

 ^A

₀

^{ x}  ^    ^B

₀

^{ x}  ^{ f ( t )}

   

) ( 1

)

(

₀

0

t f

B t f x A



 