"Katharina Dähne, Messungen der Reaktionszeit anhand der Lautstärke"
3. Versuchsaufbau
Ich entwickelte einen Versuchsaufbau, in dem ich die Lautstärke und
gleichzeitig das entstandene Wasserstoffvolumen messen konnte. Die
Reaktionsgeschwindigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten wurde dann mit der
üblichen Methode als Steigung des Volumen-Zeit-Graphen berechnet und konnte
dann mit der zu den verschiedenen Zeitpunkten gemessen Lautstärke verglichen werden.
Ich hatte mir den Versuchsaufbau einfacher vorgestellt, als er dann
tatsächlich war: Ich wollte ein Stück Magnesium in ein Reagenzglas werfen,
den Wasserstoff in einem Kolbenprober auffangen und neben dem
Reagenzglas das Mikrophon aufstellen (Abb1.). An dem Kolbenprober
war ein Messgerät angeschlossen, welches die Verschiebung
des Kolbenprobers elektronisch gemessen hat und an einen
Computer angeschlossen war. Auch das Mikrophon war an den Rechner
angeschlossen, sodass ich nichts selbst ablesen musste und die
Messwerte gleich in Form einer CASSY-Datei im Rechner hatte, um sie
dort zu bearbeiten. Dieser Versuchsaufbau hat aber leider nicht
funktioniert, da, wenn ich das Reagenzglas mit einem Stopfen verschloss, das
Geräusch so stark abgedämmt wurde, dass das Mikrophon kein Geräusch
aus dem Inneren des Reagenzglases mehr wahrnahm.
Im zweiten Versuchsaufbau hatte ich das Reagenzglas durch ein U-Rohr und das
normale Mikrophon durch ein Sondenmikrophon ersetzt. Der Kopf mit
der Membran des Sondenmikrophons wurde durch einen Stopfen mit Loch
in das Innere des U-Rohrs gebracht, damit das Geräusch nicht mehr
von dem Mikrophon abgeschirmt wird. Allerdings war das
Sondenmikrophon "undicht". Bei diesem Versuchsaufbau konnte ich zwar sehr
gut die Lautstärke messen, aber leider entwich der gesamte
Wasserstoff durch das Mikrophon, wodurch er nicht mehr für die Bestimmung
der Reaktionsgeschwindigkeit zur Verfügung stand.
Also musste ich zwei absolut gleiche Reaktionen gleichzeitig ablaufen
lassen. Im dritten Versuchsaufbau hatte ich deswegen zwei Reagenzgläser.
Eines für die Messung des Wasserstoffvolumens und eines für die Messung der
Lautstärke. Die Schwierigkeit bei diesem Aufbau lag darin, dass ich
für gleiche Voraussetzungen sorgen musste: Die
Salzsäurekonzentration musste in beiden Reagenzgläsern gleich groß sein, die
beiden Magnesiumstreifen mussten gleich lang, gleich schwer und die
Oberflächen mussten gleich blank sein und die Stücke mussten zur
gleichen Zeit in die Reagenzgläser geworfen und jenes mit dem Kolbenprober
musste schnell verschlossen werden. Mit einiger Mühe sind
mir einige Messungen gelungen. Eine weitere Schwierigkeit ergab
sich erst während der Messungen, auf die man keinen Einfluss nehmen konnte:
Bei einigen Messversuchen sind die Magnesiumstückchen in den
beiden Reagenzgläser nicht gleichmäßig in die Salzsäure eingetaucht,
was dazu führte, dass die Reaktion in dem einen Reagenzglas
früher zu Ende war als in dem anderen.
Um die Messwerte in Form einer CASSY-Datei im Rechner zu haben, musste ich
mir Möglichkeiten ausdenken, um die Daten elektronisch zu erfassen.
Das Mikrophon hab ich zu diesem Zweck an einen Verstärker und
dann an das CASSY angeschlossen. Das steigende Wasserstoffvolumen
hab ich mit einem Kolbenprober und einem
Wegaufzeichner gemessen. Am Ende des Kolbenprobers hing ein Faden, der über
ein Rädchen im Wegaufzeichner lief und an dessen anderem Ende ein
kleines Gewicht hing. Wenn das sich bildende Wasserstoffvolumen den
Kolbenprober bewegte, dann sorgte das Gewicht dafür, dass der Faden
gespannt blieb und sich über das Rädchen abrollte. Der
Wegaufzeichner gab die Verschiebung an CASSY weiter (Abb.4).
Insgesamt waren nur fünf von fünfzehn Messreihen brauchbar, mit denen ich
dann weitergerechnet habe.
Durchführung und Auswertung
Autor:Katharina Dähne Web: Jakub Tusz
Datum: Juni 2004. Letzte Änderung am 01.Juli 2004
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