Teilchen-Streuung und -Reaktionen, 22 Seiten. 8 Teilchen-Streuung und -Reaktionen, 22 Seiten 8.1 Wirkungs-Querschnitte S. 2 8.2 Rutherford Streuung S. 6 8.3 Massenwirkungs-Gesetz S. 11 8.4 Reaktionskinetik S. 17 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 Dubbers: 8. Streuung, Reaktionen

8.1 Wirkungs-Querschnitte r2 r1 Proben- Strahl- Teilchen Teilchen σ Anzahl N σ Fläche A dx 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

mittlere freie Weglänge I0 I x 235U + n → A + A' + n's: ↓ σn ~ λdB ~ 1/υn ~√E σn ≈ 1·10−24 cm2 → 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Reaktionsraten 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

differentielle Wirkungsquerschnitte I0 I Detektor x Messung des totalen Wirkungsquerschnitts σ Detektor dΩ I0 θ Messung des differentiellen Wirkungsquerschnitts ∂σ/∂Ω 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

8.2 Rutherford Streuung 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Stossparameter p φ φ0 r dθ db 23.11.2018 φ φ0 p r dθ db 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Nebenrechnungen 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Rutherfords Streuformel 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Franck-Hertz Versuch Original Daten von Franck und Hertz, 1914 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

8.3 Massenwirkungs-Gesetz A B A B 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Chemisches Gleichgewicht Edukte Produkte υ' [A] [C] υ 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Massenwirkungs-Gesetz 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Beispiel n x n−x 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Dissoziation von Wasser 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Anwendungen des Massenwirkungs-Gesetzes Ausbeuten chemischer Reaktionen, deren Temperatur-Abhängigkeit, deren Änderung durch Zugabe von Edukten oder Wegnahme von Produkten, deren Änderung bei Verdünnung, dh. Zugabe von Lösungsmittel Löslichkeit fester Stoffe, Elektrolytische Dissoziation, pH-Wert, Titration, etc. 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

8.4 Reaktionskinetik Beispiel: Austauschreaktion der Moleküle AB und CD: AB + CD ↔ (ABCD)* ↔ AC + BD Edukte Aktivierter Komplex Produkte Energie-Bilanz: 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Exotherme und endotherme Reaktionen 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Katalyse - Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie. - Er beeinflusst jedoch nicht die Gleichgewichtslage (auch die Rückreaktion wird beschleunigt). - Er geht aus der Reaktion unverändert hervor 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Heterogene Katalyse In homogeneous reactions, the reaction occurs between similar species, e.g. liquid-liquid reactions.  In heterogeneous reactions, the reaction occurs between different types of species, e.g. gas-solid, liquid-solid, and liquid-gas.  Modell eines Palladium-Katalysatorteilchens auf einem Trägermaterial. Die Verteilung der Reaktionsplätze auf dem winzigen Metallkristall steuert den Verlauf der chemischen Reaktion 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Zeitlicher Ablauf der Reaktionen 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen

Gekoppelte Ratengleichungen 23.11.2018 Physik III WS 2007-08 8. Streuung, Reaktionen