Elysia Tools
Mobile Navigation
Chemistry
Erkunden Sie Geschwindigkeitskonstante, Anfangskonzentration und zufälligen Zerfall mit drei Experimenten und passenden Diagrammen.
Statische Visualisierung öffnenVerwandt
Weiter
Leitfaden zur Tool-Nutzung
Bei einer Reaktion erster Ordnung geht in gleichen Zeitabschnitten derselbe Anteil verloren, obwohl die absolute Abnahme kleiner wird. Vergleichen Sie Konzentrationskurve, halblogarithmische Gerade und Halbwertszeitdiagramm. Die Teilchenanimation zeigt einzelne Zufallsereignisse und muss dem analytischen Prozentwert nicht exakt entsprechen.
Pausieren Sie, wählen Sie die Parameter und setzen Sie anschließend zurück. Zurücksetzen stoppt die Simulation, setzt Zeit und Konzentration auf ihren Anfang und erzeugt neue Teilchen. Regler und Optionen bleiben erhalten. Parameteränderungen allein setzen die Zeit nicht zurück; die Teilchenzahl sollte ebenfalls vor einem neuen Versuch gewählt werden.
| Parameter | Bereich und Schritt | Wirkung |
|---|---|---|
| Konstante k | 0,1–2,0 s⁻¹; 0,1 s⁻¹ | Zerfallsrate und Halbwertszeit |
| Anfangskonzentration [A]₀ | 0,5–5,0 M; 0,5 M | Konzentrationsmaßstab und Achsenabschnitt |
| Animationstempo | 0,1–3,0×; 0,1× | Interne Zeit je Bild |
| Kernzahl | 50–300; 50 | Größe der Zufallsstichprobe |
| Nullte und zweite Ordnung | Zusatzkurven im Konzentrationsdiagramm | Referenzen, kein Wechsel der simulierten Ordnung |
Es gelten [A]=[A]₀e^(−kt), ln[A]=ln[A]₀−kt und t₁/₂=ln2/k. Die Steigung ist −k; der Achsenabschnitt ist der natürliche Logarithmus des Zahlenwerts von [A]₀ in M. Im Halbwertszeitdiagramm zählt die horizontale Achse Halbierungen statt Sekunden: 50 %, 25 %, 12,5 % usw.
Die Zeitachse der Konzentrationskurve umfasst 10/k Sekunden, nicht zehn Halbwertszeiten. Hilfslinien markieren die ersten fünf Halbierungen. Die Tangente hat die momentane Steigung −k[A], deren Betrag abnimmt. R²=1,000 ist eine feste Anzeige und kein Ergebnis einer Regression auf Messdaten oder Teilchenzahlen.
Teilchen sind zufällig
Von 100 Kernen müssen nach einer Halbwertszeit nicht genau 50 übrig sein. Direkt nach Zurücksetzen können Zählanzeigen bis zum nächsten laufenden Bild noch alte Werte zeigen.
Anwendungsgrenzen
Temperaturregler und Datenanpassung fehlen. Die Kohlenstoff-14- und Radium-Vorgaben sind beschleunigte Darstellungen in Sekunden, keine Datierungsrechner. Konstanten verschiedener Reaktionsordnungen besitzen außerdem unterschiedliche Einheiten.
Verwendung
Wählen Sie k=0,5 s⁻¹ und [A]₀=1 M, setzen Sie zurück und lesen Sie Steigung und Halbwertszeit ab. Wiederholen Sie mit k=1,0 s⁻¹.
Ergebnis
Die Steigung wechselt von −0,500 auf −1,000 und die Halbwertszeit von 1,39 auf 0,69 s. Der Achsenabschnitt bleibt 0,000. Eine doppelte relative Abnahmerate halbiert die benötigte Zeit.
Verwendung
Stellen Sie k=0,5 s⁻¹ und [A]₀=1 M ein und setzen Sie zurück. Wiederholen Sie mit 2 M; vergleichen Sie die logarithmische Gerade und die Halbwertszeit.
Ergebnis
Der Achsenabschnitt steigt von 0,000 auf 0,693, Steigung −0,500 und Halbwertszeit 1,39 s bleiben gleich. Nach einer Halbwertszeit verbleiben analytisch 0,5 beziehungsweise 1 M: gleicher Anteil, unterschiedliche absolute Abnahme.
Verwendung
Setzen Sie k=1 s⁻¹ und [A]₀=1 M, setzen Sie zurück und aktivieren Sie beide Vergleichskurven. Betrachten Sie t=1 s im Konzentrationsdiagramm und das halblogarithmische Diagramm.
Ergebnis
Die Formelwerte sind etwa 0,368 M für erste Ordnung, 0 M für nullte und 0,5 M für zweite Ordnung. Nur die erste Ordnung erscheint im halblogarithmischen Diagramm. Die Vergleichskurven verwenden k erneut beziehungsweise skaliert; sie sind keine Anpassung experimenteller Daten.
Die Option beendet das Neuzeichnen dieser Fläche und kann das alte Bild stehen lassen. Das Reaktionsgesetz ändert sich dadurch nicht.
Unter 0,1 % der Anfangskonzentration. Das ist eine Anzeigegrenze; die mathematische Exponentialfunktion erreicht nicht nach endlicher Zeit null.