Reakcja pierwszego rzędu trwa 100 minut do zakończenia 60 Rozkład 60% reakcji znajduje czas, w którym 90% reakcji jest zakończone?

Reakcja pierwszego rzędu trwa 100 minut do zakończenia 60 Rozkład 60% reakcji znajduje czas, w którym 90% reakcji jest zakończone?
Anonim

Odpowiedź:

W przybliżeniu #251.3# minuty.

Wyjaśnienie:

Funkcja rozkładu wykładniczego modeluje liczbę moli reagentów pozostających w danym czasie w reakcjach pierwszego rzędu. Poniższe objaśnienie oblicza stałą zaniku reakcji z danych warunków, a zatem znajdź czas potrzebny reakcji na osiągnięcie #90%# ukończenie.

Niech pozostanie liczba moli reagentów #n (t) #, funkcja względem czasu.

#n (t) = n_0 * e ^ (- lambda * t) #

gdzie # n_0 # początkowa ilość cząstek reagentów i #lambda# stała rozpadu. Wartość #lambda# można obliczyć na podstawie liczby moli reagentów pozostawionych w danym czasie. Pytanie mówi, że są #(1-60%)=40%=0.40# cząstek reagentów pozostawionych w czasie # t = 100 kolorów (biały) (l) „min” #. Wypuszczanie # n_0 = 1 kolor (biały) (l) „mol” #,

# 1.00 kolor (biały) (l) „mol” * e ^ (- lambda * 100 kolor (biały) (l) „min”) = 0,40 kolor (biały) (l) „mol” #

# -lambda * 100 kolor (biały) (l) „min” = ln ((kolor 0,40 (biały) (l) kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) ("mol")))) / (1,00 kolor (biały) (l) kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) („mol”)))))) #

W związku z tym #lambda = - (ln (0.40)) / (100 kolorów (biały) (l) "min") ~~ 9.162 * 10 ^ (- 3) kolor (biały) (l) "min" ^ (- 1) #

Pozwolić #n (t) = (1-90%) * 1,00 kolor (biały) (l) „mol” = 0,10 kolor (biały) (l) „mol” # i rozwiąż dla #color (darkblue) (t) #:

# 1.00 kolor (biały) (l) „mol” * e ^ (- lambda * kolor (ciemny niebieski) (t)) = 0,10 kolor (biały) (l) „mol” #

# -lambda * color (darkblue) (t) = ln ((kolor 0,10 (biały) (l) kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) („mol”))))) ((1,00 kolor (biały) (l) kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) („mol”)))))) #

#t = - (ln (0.10)) / (lambda) = - (ln (0.10)) / (9.162 * 10 ^ (- 3) kolor (biały) (l) "min" ^ (- 1)) = 251,3 kolor (biały) (l) „min” #

To znaczy: trwa około #251.3# minut, aby reakcja zakończyła się #90%#.

Zobacz też

Istnieje wyraźne wyjaśnienie wyrażania liczby moli cząstek reagentów, które pozostają w czasie # t # na temat chemii LibreText. Zobacz