MINT üben

Die Stoßtheorie

Stoßzahl, Energieschwelle und RGT-Regel — 30 Übungen, bis jede Beobachtung eine Teilchen-Erklärung hat.

Ihr Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

A1
Trickaufgabe: Gilt die RGT-Regel?
AFB III

Beurteilen Sie, ob die RGT-Regel für den Fall eine brauchbare Abschätzung liefert.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1brauchbare Abschätzung
2Regel versagt
Die Regel gilt nur für Reaktionen mit typischer E_A in einem kleinen Temperaturbereich. Enzyme denaturieren; ohne E_A gibt es keine Schwelle; über große Bereiche ändert sich der Faktor.
Ansatz: Wo fehlt die Voraussetzung einer Energieschwelle?
Weiter: Enzyme sind Proteine.
A2
Mix: Katalysator und Halbzeit
AFB IIMix

Ermitteln Sie, wie sich die Halbzeit durch einen Katalysator ändert. Pro Sekunde finden 5·10⁹ Stöße statt; ohne Katalysator sind 2·10⁻⁷ davon wirksam. Der Katalysator erhöht den Anteil der wirksamen Stöße auf das 100-Fache. Ohne Katalysator beträgt die Halbzeit 600 s.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wirksame Stöße pro Sekunde ohne Katalysator  
  2. Wirksame Stöße pro Sekunde mit Katalysator  
  3. Faktor der Beschleunigung  
  4. Halbzeit mit Katalysator in s  
5·10⁹ · 2·10⁻⁷ = 1000; mit dem 100-fachen Anteil (2·10⁻⁵): 5·10⁹ · 2·10⁻⁵ = 10⁵. Die Reaktion läuft 100-mal so schnell, die Halbzeit sinkt auf 600 s : 100 = 6 s. Typischer Fehler: die Halbzeit zu multiplizieren statt zu teilen.
Berechnen Sie die wirksamen Stöße vor und nach der Katalysatorzugabe; die Halbzeit verhält sich umgekehrt.
1000 – 100000 – 100 – 6.
A3
Warum bleibt der Stoß folgenlos?
AFB I

Ordnen Sie jeden Stoßtyp dem Korb zu, der sein Ergebnis beschreibt.

Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1wirksamer Stoß
2unwirksam: Energie zu klein
3unwirksam: Orientierung falsch
Wirksam ist nur, was Energie (E ≥ \(E_A\)) und Orientierung vereint. Fehlt die Energie, ist es der Korb „Energie zu klein“, stimmt die Orientierung nicht, der Korb „Orientierung falsch“. Typischer Fehler: sehr schnelle Teilchen automatisch für wirksam zu halten.
Prüfen Sie bei jeder Karte zwei Bedingungen: Energie und Orientierung.
Wirksam: E ≥ \(E_A\) und passend; sonst entscheidet die fehlende Bedingung.