Simulation der Kinetik
Über haptische Simulationen in Form von stochastischen Brettspielen können sich Schülerinnen und Schüler einen Zugang zu der Reaktionsordnung erarbeiten. Mit Methoden des Computational Thinking können sie im Anschluss auf Grundlage der Spiele Computersimulationen der chemischen Kinetik erstellen. Das Video zeigt eine Simulation des Spiels für die 1. Ordnung.
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Code für TigerJython |
https://doi.org/10.1002/ckon.201900053
Simulation der Arrhenius-Gleichung
Damit eine Reaktion ablaufen kann, müssen zwei Faktoren zusammenkommen. Die Moleküle müssen kollidieren und die Kollision muss hinreichend Energie enthalten, damit die Aktivierungsenergie überwunden wird. Die Wahrscheinlichkeit der Überwindung der Aktivierungsenergie kann man stochastisch über eine Wahrscheinlichkeit simulieren, in die auch die Temperatur eingeht. Dies liefert einen Zugang zur Arrhenius-Gleichung.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00081
Le Chatelier-Braun Effekt
In einem stochastischen Brettspiel stellt sich der Gleichgewichtszustand für das Gleichgewicht A⇔B ein. Dieses wird in eine Computer-Simulation umgesetzt, mit der auch große Systeme untersucht werden können. In dem Beispiel unten wird nach 100.000 Schritten eine bestimmte Anzahl von Plätzen auf dem Spielbrett blockiert und somit das Volumen des Systems verkleinert. In Folge stellt sich ein neuer Gleichgewichtszustand ein.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.2c00203