Donji podaci prikupljeni su za sljedeću reakciju na određenoj temperaturi: X_2Y 2X + Y (Podaci pronađeni kao slika u odgovoru). Koja je koncentracija X nakon 12 sati?

Odgovor:

# X = 0,15 "M" #

Obrazloženje:

Ako nacrtate grafikon vremena koncentracije, dobivate eksponencijalnu krivulju ovako:

Ovo sugerira reakciju prvog reda. Iscrtao sam grafikon u Excelu i procijenio poluživot. To je vrijeme potrebno da koncentracija padne za polovicu svoje početne vrijednosti.

U ovom slučaju sam procijenio da je vrijeme potrebno da koncentracija padne s 0,1 M na 0,05 M. Morate ekstrapolirati grafikon da biste dobili ovo.

To daje #t_ (1/2) = 6 min #

Tako možemo vidjeti da je 12 min = 2 polu-života

Nakon jednog polu-života koncentracija je 0,05 M

Dakle, nakon 2 poluvremena # XY = 0,05 / 2 = 0,025 M #

Tako u 1L otopine br. upotrijebljeni molovi XY = 0,1 - 0,025 = 0,075

Od 2 mola X tvori od 1 mola XY ne. stvoreni moli X = 0.075 x 2 = 0.15.

Tako # X = 0,15 "M" #

Odgovor:

Koncentracija #X# bit će jednako 0,134 M.

Obrazloženje:

Vrijednosti koje su vam dane

Da bi mogli odrediti što je koncentracija #X# će biti poslije 12 sati, prvo morate odrediti dvije stvari

• redoslijed reakcije
• konstantu brzine

Da bi se odredio redoslijed reakcije, potrebno je nacrtati tri grafika

• # X_2Y # u odnosu na vrijeme, koja izgleda ovako

plot.ly/~stefan_zdre/3/col2/?share_key=vyrVdbciO8gLbNV6mmucNZ

• #ln (X_2Y) # u odnosu na vrijeme, koja izgleda ovako

plot.ly/~stefan_zdre/17/col2/?share_key=gnsvMoGLJ2NDpZF0dN2B3p

• # 1 / (X_2Y) # u odnosu na vrijeme, koja izgleda ovako

plot.ly/~stefan_zdre/7/col2/?share_key=M7By0sY6Wvq0W59uTv8Tv6

Sada, grafikon koji odgovara a ravna crta će odrediti reakcije redoslijed stopa, Kao što možete vidjeti, treći grafikon uklapa se u ovaj korak, što znači da će reakcija biti druga narudžba.

Integrirani zakon o stopama za reakciju drugog reda izgleda ovako

# 1 / (A) = 1 / (A_0) + k * t #, gdje

# K # - konstanta brzine za danu reakciju.

# T # - vrijeme potrebno da koncentracija ode # A_0 # do # A #.

Da bi se odredila vrijednost # K #, trebate odabrati dva skupa vrijednosti iz tablice.

Da bih lakše izračunao, odabrat ću prvu i drugu vrijednost. Dakle, koncentracija # X_2Y # počinje u 0.100 M i poslije 1 sat, pada na 0,0856 M, To znači da imate

# 1 / (X_2Y) = 1 / (X_2Y) + k * t #

# 1 / "0.0856 M" = 1 / "0.100 M" + k * (1-0) "h" #

# "11.6822 M" ^ (- 1) = "10.0 M" ^ (- 1) + k * "1 h" #

#k = ((11.6822 - 10.0) "M" ^ (- 1)) / ("1 h") = boja (zelena) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Koristite istu jednadžbu kako biste odredili koncentraciju # X_2Y # će biti nakon 12 sati.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0.100 M") + 1.68 "M" ^ (- 1) otkazivanje ("h" ^ (- 1)) * (12 - 0) otkazivanje ("h")) #

# 1 / (X_2Y _12) = "10,0 M" ^ (- 1) + "20,16 M" ^ (- 1) = "30,16 M" ^ (- 1) #

Stoga, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = boja (zelena) ("0.0332 M") #

Da biste dobili koncentraciju za #X#Koristite molarni omjer koji postoji između dvije vrste u kemijskoj jednadžbi

# X_2Y -> boja (crvena) (2) X + Y #

Ti to znaš svaki 1 mol od # X_2Y # će proizvesti #COLOR (crveno) (2) # mol od #X#, Pod pretpostavkom da imate litru otopine (opet, to je samo da bi olakšali izračune), broj mola # X_2Y # koji su reagirali je

# X_2Y _ "rct" = X_2Y _0 - X_2Y _12 #

# X_2Y = 0.100 - 0.0332 = "0.0668 M" #

To je jednako

#n_ (X_2Y) = "0.0668 moles" #

Broj mola od #X# proizvedeno će biti jednako

# 0.0668zastavi ("krtica" X_2Y) * (boja (crvena) (2) "krtica" X) / (1kkaz ((krtica) "X_2Y)) #X#

Za 1-L uzorak, to je ekvivalent molarnosti

# X _12 = boja (zelena) ("0,134 M") #