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Aktivierungsenergie und Katalyse

Wiederholung

L'→    Aktivierungsenergie $E_a$ einer Reaktion bestimmt ihre Geschwindigkeitskonstante $k$: $k$ $=$ $Ae^{-\frac{E_a}{R\cdot T}}$

où - $T$ ist die absolute Temperatur (in $ K $) - $ E_a $ ist die Aktivierungsenergie (in $ J $) - $ R $ ist die Konstante perfekter Gase $ (8.3 \frac{J}{mol \; K}) $ - $ A $ ist ca. eine Konstante für eine bestimmte Reaktion

Katalysatorwirkung

Der Katalysator verringert die Aktivierungsenergie

Wenn $ E_a $ abnimmt, steigt $ k $ und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit:

(1) zeigt die Entwicklung der Molarität eines Reagens $ A $ ohne, (2) mit einem Katalysator.

Beispiel

Angenommen, eine Reaktion hat eine Aktivierungsenergie von $ 24,9 \; kJ$ bei $ 27^oC $. Ein Katalysator senkt diese Energie auf $ \frac{1}{10} $ ihres Wertes. Berechnen Sie, um wie viel dieGeschwindigkeit erhöht wird!

Es sei $ k_1 $ die Geschwindigkeitskonstante ohne Katalysator, $ k_2 $ die Geschwindigkeitskonstante mit Katalysator. Also haben wir: $\frac{k_2}{k_1}$ $ =$ $\frac{Ae^{-\frac{24900}{8,3\cdot 300}}}{Ae^{-\frac{24900}{10\;8,3\cdot 300}}} $ $\approx $ $8000$ Die Geschwindigkeit wird multipliziert mit $8000$ !