Anhang¨Ubung 15 (Ferienübung) - Quack

15.17 ∗ (freiwillig) Typisches Vordiplom
Vereinfachter Mechanismus der Knallgasreaktion
Die Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff (Knallgasreaktion) ist von grundlegender
Bedeutung für das Verständnis von Explosionen und hat auch praktische Anwendungen
(z.B. beim Raketenantrieb oder neuerdings für die Entwicklung von mit Wasserstoff betriebenen
Verbrennungsmotoren für Autos). Hier soll ein vereinfachter Mechanismus dieser
Reaktion untersucht werden.
H 2 + O 2 → 2OH (1)
OH + H 2 → H 2 O + H (2)
H + O 2 → OH + O (3)
O + H 2 → OH + H (4)
2H + M → H 2 + M (5)
H + O 2 + M → HO 2 + M (6)
HO 2 + M → H + O 2 + M (7)
M ist ein Stosspartner im Überschuss (z.B. N 2). Statt der homogenen Reaktion (5) ist in
Wahrheit noch eine heterogene Wandrekombination von H wichtig, die hier vernachlässigt
wird.
Die Geschwindigkeitskonstanten k i der Reaktionen (1) - (7) werden in der Form
k i (T ) = A ′ i
( T
K
) bi ( )
exp −E ai/RT
′
(8)
angegeben, mit temperaturunabhängigen A ′ i , b i und E′ ai . T ist die absolute Temperatur
und R = 8.31 J mol −1 K −1 ist die Gaskonstante.
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