Reaktionstechnik und Katalyse an der TU München

Karteikarten und Zusammenfassungen für Reaktionstechnik und Katalyse an der TU München

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Kinetik Def

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Mikrokinetik

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Makrokinetik

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Was ist ein Reaktionsmechanismus?

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Was ist das Ziel der Reaktionstechnik?

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Reaktionsgeschwindigkeit r

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Reaktionsgeschwindigkeit ri der Reaktanten i (in Worten)

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Reaktionsgeschwindigkeit auch als Graph darstellen

x Achse und y Achse

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Graphische Darstellung der Rate
x, y Achse

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Energieprofil einer chemischen Reaktion
1. Was geschieht bei einer Reaktion?

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Abzisse - was ist das?

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Darstellung von Reaktionsabläufen im Koordinatensystem - wie?

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Reaktionstechnik und Katalyse

Kinetik Def

= die quantitative Erfassung und Beschreibung der dynamischen Parameter chemischer Umsetzungen und ihrer Abhängigkeit von Parametern wie Druck, Temperatur, Katalysator, Stoff- und Wärmetransport, usw.

Reaktionstechnik und Katalyse

Mikrokinetik

zeitlicher Ablauf der chemischen Reaktion ohne den überlagerten Einfluss von physikalischen Stoff- und Wärmetransportvorgängen 

--> Fokus auf Atomen

Reaktionstechnik und Katalyse

Makrokinetik

der zeitliche Ablauf einer Reaktion mit Einfluss der Stoff- und Wärmetransportvorgängen



Reaktionstechnik und Katalyse

Was ist ein Reaktionsmechanismus?

=Hypothese (Modell) über den Ablauf einer chemischen Reaktion -->  kann daher nie bewiesen, immer nur getestet werden
- Testen einer Hypothese und Ermitteln eines Modells läuft in Stufen ab
- Bestimmen
> der Kinetik der Gesamtreaktion und die Aufgliederung dieser Reaktion in Teilschritte

> der Reaktionszwischenprodukte (damit der Einzelreaktionen der Gesamtreaktion) + Energieprofil der Reaktion
> der Reaktionsdynamik (der Geschwindigkeiten der Einzelschritte)

Reaktionstechnik und Katalyse

Was ist das Ziel der Reaktionstechnik?

= Beschreiben der Geschwindigkeit der Annäherung einer chemischen Reaktion an das GGW 

2 Möglichkeiten

1. Verständnis des Mechanismus über das Studium von Reaktionsraten → Zerlegung der Gesamtreaktion in eine Folge von elementaren Einzelreaktionen. 

A+B --> C+D
Einzelreaktionen A+B --> E+F

E+F --> C+D


2. Auslegung von Reaktionsapparaten (dadurch Prozesse ändern und optimieren)


Google: = die sichere Übertragung einer im Labor gefundenen chemischen Umsetzung in den technischen Maßstab bzw. die Auslegung eines chemischen Reaktors für eine gegebene Reaktion

Reaktionstechnik und Katalyse

Reaktionsgeschwindigkeit r

zeitliche Stoffmengenänderung, die durch die Reaktion
verursacht wird


r = - dn/dt

n= Anzahl der potentiellen Reaktionsteilnehmer (kann ersetzt werden mit Konzentration c oder Druck p)

Reaktionstechnik und Katalyse

Reaktionsgeschwindigkeit ri der Reaktanten i (in Worten)

die durch chemische Reaktion gebildete oder
verbrauchte Stoffmenge (Mol) des Reaktanden i in der Zeiteinheit und pro Volumeneinheit der
Reaktionsmischung

Reaktionstechnik und Katalyse

Reaktionsgeschwindigkeit auch als Graph darstellen

x Achse und y Achse

x Achse: temperatur

y Achse: c der Reaktionskomponenten

Reaktionstechnik und Katalyse

Graphische Darstellung der Rate
x, y Achse

x-Achse: Temperatur
y-Achse: Konzentration der Reaktionskomponente


Steigung: ist das Verhältnis davon


c(bei t=0) kennen wir


2 Funktionen:
- f(Temp) → k = Geschw.konstante bestimmen und diese in 2. Annäherung nutzen um Aktivierungsenergie zu bestimmen
- Konzentration der Reaktionskomponenten zum Bestimmen der Reaktionsordnung

Reaktionstechnik und Katalyse

Energieprofil einer chemischen Reaktion
1. Was geschieht bei einer Reaktion?

Ein Molekül ist eine stabile Anordnung von Atomen (Minimum der potenziellen Energie) relativ zueinander
Bei Reaktion werden die Atome umgruppiert → aus stabiler Anordnung in andere

Reaktionstechnik und Katalyse

Abzisse - was ist das?

die Reaktionskoordinate --> soll die jeweilige Lage aller in den Vorgang involvierten Atomkerne darstellen

Reaktionstechnik und Katalyse

Darstellung von Reaktionsabläufen im Koordinatensystem - wie?

- genauere Darstellung: 4D Koordinatensystem 

- Beschreibt man die Lage jedes Atomkerns mit drei Koordinaten --> für n Atome zur Beschreibung der Lage: 3n Koordinaten
--> + potentielle Energie: 3n+1 Koordinaten
--> erhältn eine Potentialfläche im vieldimensionalen Raum = Hyperfläche

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