Peter Keusch, Universität Regensburg
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Entfernung der Legende
Mit Markierung der Legende und Klick mit der rechten Maustaste kann diese gelöscht werden.
Formatierung der x-Achse und y-Achse
Rechtsklick auf die Achse ® Achsen formatieren .
Im geöffneten Dialog können unter Achsenoptionen das Intervall zwischen den Werten und der maximale und minimale Betrag für den ersten und letzten Skalenstrich spezifiziert werden.
Achsenbeschriftung
Rechtsklick auf die Achse ® Schriftart
Eine geeignete Schriftgröße wird ausgewählt.
Einfügen der Achsentitel
Im Register Layout wird auf Achsentitel geklickt.
x-Achse: Über Titel der horizontalen Primärachse wird Titel unter Achse gewählt.
y-Achse: Über Titel der vertikalen Primärachse wird Horizontaler Titel gewählt.
Der jeweilige Text wird eingegeben. Ist der Text lang, wird bei der Erstellung des Achsentitels für die y-Achse Gedrehter Titel gewählt.
Bearbeitung der Kurven
Rechtsklick auf die Datenreihe ® Datenreihen formatieren.
Über das Kontextmenü werden Linienstärke und Linienfarbe bestimmt.
Bechriftung der Kurven
Das Register Layout wird aktiviert und in der Gruppe Text auf das Symbol Textfeld geklickt. Nachdem auf die Zeichnungsfläche geklickt wurde erscheint in dieser ein Textfeld. Der inviduelle Text wird eingegeben und durch zweimaliges Betätigen der Escape-Taste bestätigt. Der Text kann mit dem Mauszeiger an die gewünschte Stelle im Diagramm gezogen werden. Der Bearbeitungsmodus wird durch einen Klick außerhalb des Textfeldes beendet.
Gitternetzlinien einfügen
Im Register Layout wird in der Gruppe Achsen auf die Schaltfläche Gitternetzlinien geklickt und die Einträge Primäre horizontale Gitternetzlinien bzw. Primäre vertikale Gitternetzlinien aktiviert. Um die Gitternetzlinien für die Hauptintervalle anzuzeigen wird jeweils Hauptgitternetze gewählt.
Formatieren der Gitternetzlinien
Rechtsklick auf die Gitternetzlinie ® Gitternetzlinien formatieren.
Unter der Rubrik Linienart werden Breite und der Strichtyp der Gitternetzlinie festgelegt.
Bild 1: Liniendiagramm Auftragung der Leitfähigkeitswerte gegen die Zeit t
Hydrolyse des Propansäureethylesters bei 48.3 °C (1) 52.1 °C (2) und 58.4 °C (3)
Anwendung des Geschwindigkeitsgesetzes zweiter Ordnung
Konvertierung der Messdaten
Die alkalische Esterhydrolyse stellt eine Reaktion zweiter Ordnung dar.
Der Messwerttabelle wird der Wert für k¥ (z.B. 1,18) entnommen. In die erste Zelle (z.B.F4), die entsprechend Gleichung (15) Kinetische Gleichungen (Download) den Wert für y = ln (0,5 * (k0 - k¥) / (k - k¥) + 0,5) * 50 erhalten soll, trägt man z.B. folgende Formel ein:
In der Zelle erscheint der Wert, der aufgrund der eingegebenen Formel errechnet wird. Zieht man die Zelle an ihrem Knoten (rechtes, unteres Eck der Zellumrandung) nach unten, so wird die Formel in die darunter liegenden Zellen kopiert (Tabelle 2).
Es soll eine graphische Darstellung gewählt werden, in der die Messpunkte durch Marker dargestellt sind (Punktdiagramm).
Nach Markierung der Zeitwerte und des Blocks der ‘y-Werte’ - letzteres bei gedrückter Strg-Taste - bis zu einem Reaktionsumsatz von ca 70 %, wird Excel angewiesen, eine Graphik mit den markierten Zellen zu erstellen. Mit einem Klick auf Punkt werden unter Punkt (XY) verschiedene Diagrammtypen angeboten. Im gegebenen Fall wählt man Punkte nur mit Datenpunkten (Diagramm in Tabelle 2).
Tabelle 2: Konvertierung der Messdaten gemäß Gleichung (15) Kinetische Gleichungen (Download)
und Wahl des Diagrammtyps
Dem im obigen Tabellenblatt eingeblendeten Diagramm wird durch Aktivierung von Diagramm verschieben ein neues Blatt zugewiesen.
Bild 2: Punktdiagramm gemäß Gleichung (15) Kinetische Gleichungen (Download)
Bestimmung der Geschwindigkeitskonstanten k
Aus obigem Diagramm ist ersichtlich, dass die Graphen erst nach einer Induktionsphase Linearität aufweisen. Die entsprechenden Daten werden in Tabelle 3 angezeigt (siehe Trend 1, 2 and 3).
Mit der rechten Maustaste wird im Diagramm (Bild 2) auf eine Datenreihe geklickt und anschließend der Menüpunkt Daten auswählen gewählt. Nachdem die Schaltfläche Hinzufügen betätigt wurde, öffnet sich ein Datenreihe bearbeiten Dialogfenster mit drei Eingabeldern. In das Feld Reihenname kann die Bezeichnung der neuen Datenreihe eingetragen werden. Die beiden anderen. Datenfelder gestatten die Festlegung der Datenreihe. Im Feld Werte der Reihe X wird wird das Tabellensymbol am Ende der Zeile aktiviert. Nach Markierung des entsprechenden Zellbereichs im Tabellenblatt wird dieser automatisch in das gewählte Eingabefeld eingetragen. Abschließend wird auf das Übernahmesymbol am Ende der Zeile geklickt. Der Cursor wird in das Eingabefeld Werte der Reihe X positioniert. Bei den Werten der X-Reihe wählt man diejenigen Daten aus, welche im Diagramm horizontal aufgetragen werden sollen. Nach Markierung des entsprechenden Zellbereichs im Tabellenblatt wird dieser automatisch in das gewählte Eingabefeld eingetragen. Analog verfährt man mit den korrespondierenden y-Werten im Tabellenblatt. Der entsprechende Zellbereich wird in das Eingabefeld Werte der Reihe Y eingetragen. Sobald man die Eingaben mit OK bestätigt, sind die entsprechenden Datenpunkte im Diagramm markiert. Der Dialog Daten bearbeiten wird miz einem Klick auf OK beendet. Ebenso verfährt man mit Dialog Datenquelle auswählen.
Tabelle 3: Bearbeitung der Datenreihen
Im Diagramm erscheinen Messpunkte der eingefügten Messreihe markiert (Bild 3).
Bild 3: Markierung der Messpunkte des linearen Bereichs
Nach Klick mit der rechten Maustaste auf einen der markierten Messpunkte (Marker) ist Trendlinie hinzufügen zu wählen und im sich öffnenden Dialog der Trend-/Regressionstyp Linear zu bestätigen. Unter Prognose (Weiter, Zurück) lässt sich die Ausgleichsgerade nach beiden Seiten verlängern. Mit der Option Formel im Diagramm anzeigen wird die Funktionsgleichung y = ax + b ermittelt. Der Koeffizient vor x gibt den Wert für die Steigung der Geraden und somit die Geschwindigkeitskonstante k an (Bild 4).
Bild 4: Lineare Regression Einfügen der Trennlinien Geradengleichungen
Die Bromierung reaktiver Aromaten (Download) wird durch fotometrische Messung verfolgt
Excel-Datei - Bromierung von Acetanilid (Download)
Angenommen, die Reaktion gehorcht einem Geschwindigkeitsgesetz pseudo-erster Ordnung, so kann die entsprechende Geschwindigkeitskonstante in einem Diagramm ermittelt werden, in dem die Extinktion gegen die Zeit aufgetragen ist. Gemäß Gleichung (7) Kinetische Gleichungem (Download) wird eine Exponentialkurve durch die markierten Messpunkte gelegt. Unter Trennlinie einfügen wird der Typ Exponentiell gewählt und anschließend unter Optionen die Kurvengleichung ermittelt. y = A e - kx stellt die allgemeine Form der Exponentialgleichung dar, in der k der Geschwindigkeitskonstanten k' entspricht (Bild 5).
Bild 5: Bromierung von Acetanilid bei unterschiedlichen Reaktionstemperaturen
1: 12.6 °C 2: 17.5 °C 3: 23.5 °C
Auftragung der Extinktion gegen die Zeit Ermittlung der Geschwindigkeitskonstante k'
Messung |
(Gemäß Reaktionsansatz gilt: k = k' / 0.1875)
Bromierung von Acetanilid
Trägt man die Geschwindigkeitkonstanten (Tabelle 4) und die entsprechenden Reaktionstemperaturen in die Tabelle der Excel-Datei Aktivierungsparameter (Download) ein, so werden alle Aktivierungsparameter (Tabelle 5) errechnet und in einem Diagramm die Auftragungen nach ARRHENIUS und EYRING (Bild 6) realisiert.
Tabelle 5: Berechnung der Aktivierungsparameter
Bild 6: ARRHENIUS- (1) und EYRING-Plot (2)
Ermittlung der Michaeliskonstanten Km und der maximalen Geschwindigkeit vmax
Gemäß Gleichung (11) Kinetische Gleichungen (Download PDF-Datei) erfolgt die Auftragung von 1 / v gegen 1 / cS . Trägt man die Geschwindigkeitkonstanten k und die entsprechenden Substratkonzentrationen cS in die Tabelle der Excel-Datei Lineweaver-Burk (Download) ein (Tabelle 6), so werden die Werte für die Michaeliskonstante Km und die maximale Reaktionsgeschwindigkeit vmax errechnet.
Tabelle 6: Excel Datei Ermittlung von Km und vmax
Bild 7: Auftragung nach Lineweaver-Burk T = 50 °C (1) T = 40 °C (2)
