Aufgabenblock — AFB II
Zehn mehrschrittige Aufgaben aus Labor und Technik — Geschwindigkeiten mit Stöchiometrie, Gleichgewichtstabellen, Störungen und Temperaturabhängigkeit. Drei gestufte Tipps helfen beim Ansatz.
Ein Becherglas mit Marmorstückchen und Salzsäure steht auf einer Waage: \(\ce{CaCO3(s) + 2 HCl(aq)}\) \(\ce{-> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)}\). Weil \(\ce{CO2}\) entweicht, nimmt die Masse ab (Diagramm). \(M(\ce{CO2})=44{,}01\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\).
a) Berechnen Sie die mittlere Bildungsgeschwindigkeit von \(\ce{CO2}\) in \(\mathrm{mmol\,s^{-1}}\) für \(0\)–\(60\,\mathrm{s}\). b) Berechnen Sie sie für \(60\)–\(120\,\mathrm{s}\).
Vollständige Lösung
Wasserstoffperoxid zerfällt an Braunstein: \(\ce{2 H2O2(aq)}\) \(\ce{-> 2 H2O(l) + O2(g)}\). In \(100\,\mathrm{s}\) sinkt \(c(\ce{H2O2})\) von \(0{,}500\) auf \(0{,}420\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\).
a) Berechnen Sie die mittlere Zerfallsgeschwindigkeit von \(\ce{H2O2}\) in \(\mathrm{mmol\,L^{-1}\,s^{-1}}\). b) Bestimmen Sie die mittlere Bildungsgeschwindigkeit von \(\ce{O2}\) (gedacht als gelöste Konzentration).
Vollständige Lösung
Die Thiosulfat-Reaktion \(\ce{S2O3^2-(aq) + 2 H3O+(aq)}\) \(\ce{-> S(s) + SO2(aq) + 3 H2O(l)}\) braucht bei \(20\,{}^\circ\mathrm{C}\) bis zur Trübung \(320\,\mathrm{s}\). Die RGT-Regel gibt pro \(10\,\mathrm{K}\) den Faktor 2 bis 4 an.
a) Berechnen Sie die Zeit bei \(50\,{}^\circ\mathrm{C}\) für den Faktor 2. b) Berechnen Sie die Zeit bei \(50\,{}^\circ\mathrm{C}\) für den Faktor 4.
