Arbeitsblatt Landolt-Reaktion

FD2 FS2013 2013-03-28 robert.kling@uzh.ch

Arbeitsblatt Landolt-Reaktion ¹

Zielsetzung

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 kine- tischen 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.

Messreihe 1 bei Raumtemperatur 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

Konzentration von Iodat Mol / L

Reaktionszeit t s

Reziprokwert der Reaktionszeit 1/t auf 3 Stellen 1/s

1 Quelle: Kanti Trogen Download 27.3.2013 www.kst-chemie.ch/grundlagenfach/pdf/GFCP13Landolt.pdf.

2 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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Trage die Messwerte in das folgende Diagramm ein! Verbinde die Punkte im Diagramm mit einer Linie!

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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