Anhang¨Ubung 15 (Ferienübung) - Quack

15.19.6 Was ist die Reaktionsordnung der Reaktionen (1), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13)?
(Vorsicht: bei Bedarf Begründung angeben)
(4 Punkte)
15.19.7 Geben Sie die Dimensionen und mögliche Einheiten der Geschwindigkeitskonstanten k 1 ,
k 7 , k 8 , k 9 , k 10 , k 11 , k 12 , k 13 an.
(3 Punkte)
15.19.8 Für welche der 6 Reaktionen (1), (8), (9), (11), (12), (13) weicht die scheinbare Reaktionsordnung
von der wahren Reaktionsordnung ab (unter den genannten Voraussetzungen
für M)? Geben Sie jeweils die wahre und die scheinbare Reaktionsordnung an sowie den
Ausdruck für die scheinbare Geschwindigkeitskonstante.
(3 Punkte)
15.19.9 Geben Sie ein experimentelles Verfahren an, mit dem man die Geschwindigkeitskonstante
k 12 der Reaktion (12) messen könnte (Skizze anfertigen).
(3 Punkte)
15.19.10 Die C-Cl-Bindungsenergie in 1,2 Dichlorethan CH 2 Cl–CH 2 Cl sei 340 kJ mol −1 . Geben Sie
die Frequenz ν ′ (in Hz) an, die das Licht mindestens haben muss, damit die Reaktion
gemäss Gl. (10) stattfinden kann. Geben Sie auch die hierzu gehörende Wellenzahl ˜ν ′
(in cm −1 ) und die Wellenlänge λ ′ (in nm) des Lichtes an und benennen Sie den dazu
gehörenden Spektralbereich.
(3 Punkte)
15.19.11 Tunnelprozesse werden wichtig, wenn Wasserstoffisotope beteiligt sind, wie z. B. für Y = D
(CH 2 X–CH 2 D). Betrachten Sie den Fall 2 der Potentialfunktion, wo bei tiefen Energien die
Reaktion von A nach C direkt durch einen Tunnelprozess (von +60 ◦ nach −60 ◦ ) stattfinden
kann, wobei hier der übergang zu B usw. zur Vereinfachung vernachlässigt werden soll.
Im Spektrum sei eine zu diesem Tunnelprozess gehörende Tunnelaufspaltung ∆˜ν = 2 ×
10 −6 cm −1 zugeordnet worden. Was ist die hierzu gehörende Periode der Bewegung τ
und die betreffende Umwandlungszeit t A→C (Angaben in s)?
Tunnelprozess und die zugrundeliegenden Gleichungen.
(3 Punkte).
Diskutieren Sie kurz den
15.19.12 Berechnen Sie die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion von A nach B im Fall 1 der
Potentialfunktion mit der Theorie des Übergangszustandes und folgenden, stark vereinfachenden
Annahmen:
Die Energiebarriere sei E 0 (A → B) = 25 kJ mol −1 .
Die Rotationskonstanten Ã, ˜B, ˜C und alle Schwingungswellenzahlen ˜ν i im Molekül A und
im Übergangszustand seien gleich (also ÃA = Ã≠ A→B usw., ˜ν 1, A = ˜ν≠
1, A→B
usw.) mit
Ausnahme der Torsionsschwingung ν T des Konformeren A, die der Reaktionskoordinate
zugeordnet wird (mit einer Wellenzahl ˜ν T = 60 cm −1 ).
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