Poniższe dane zebrano dla następnej reakcji w określonej temperaturze: X_2Y 2X + Y (Dane znalezione jako obraz w polu odpowiedzi). Jakie jest stężenie X po 12 godzinach?

Odpowiedź:

# X = 0,15 „M” #

Wyjaśnienie:

Jeśli wykreślisz wykres czasu koncentracji, otrzymasz krzywą wykładniczą w następujący sposób:

Sugeruje to reakcję pierwszego rzędu. Narysowałem wykres w Excelu i oszacowałem okres półtrwania. Jest to czas, w którym koncentracja spadnie o połowę wartości początkowej.

W tym przypadku oszacowałem czas potrzebny na spadek koncentracji z 0,1 M do 0,05 M. Aby to uzyskać, musisz ekstrapolować wykres.

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

Widzimy więc, że 12 minut = 2 półtrwania

Po 1 półtrwania stężenie wynosi 0,05 M

Więc po 2 półtrwania # XY = 0,05 / 2 = 0,025M #

Tak więc w 1L rozwiązania nr. mole XY wykorzystane w górę = 0,1 - 0,025 = 0,075

Ponieważ 2 mole X tworzą od 1 mola XY, nie. utworzone mole X = 0,075 x 2 = 0,15.

Więc # X = 0,15 „M” #

Odpowiedź:

Koncentracja # X # będzie równy 0,134 M.

Wyjaśnienie:

Podane wartości są

Aby móc określić koncentrację # X # będzie po 12 godzin, najpierw musisz określić dwie rzeczy

• kolejność reakcji
• stała szybkości

Aby określić kolejność reakcji, musisz narysować trzy wykresy

• # X_2Y # w porównaniu z czasem, który wygląda tak

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

• #ln (X_2Y) # w porównaniu z czasem, który wygląda tak

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

• # 1 / (X_2Y) # w porównaniu z czasem, który wygląda tak

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

Teraz wykres pasujący do linia prosta określi reakcję zlecenie stawki. Jak widać, trzeci wykres pasuje do tego wzorca, co oznacza, że reakcja będzie drugie zamówienie.

Zintegrowane prawo stawek dla reakcji drugiego rzędu wygląda tak

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

# k # - stała szybkości dla danej reakcji.

# t # - czas potrzebny do przejścia koncentracji # A_0 # do #ZA#.

W celu ustalenia wartości # k #, musisz wybrać dwa zestawy wartości ze swojej tabeli.

Aby ułatwić obliczenia, wybiorę pierwszą i drugą wartość. Tak więc koncentracja # X_2Y # zaczyna się o 0,100 M i po 1 godzina, spada do 0,0856 M. Oznacza to, że masz

# 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”) = kolor (zielony) („1,68 M” ^ (- 1) „h” ^ (- 1) #

Użyj tego samego równania, aby określić stężenie # X_2Y # będzie po 12 godzinach.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0,100 M") + 1,68 "M" ^ (- 1) anuluj ("h" ^ (- 1)) * (12 - 0) anuluj ("h") #

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

W związku z tym, # X_2Y _12 = 1 / ("30,16 M" ^ (- 1)) = kolor (zielony) („0,0332 M”) #

Aby uzyskać stężenie fo # X #, użyj stosunku molowego, który istnieje między dwoma gatunkami w równaniu chemicznym

# X_2Y -> kolor (czerwony) (2) X + Y #

Wiesz to każdy 1 mol z # X_2Y # będzie produkować #color (czerwony) (2) # krety z # X #. Zakładając, że masz litr roztworu (po raz kolejny, aby ułatwić obliczenia), liczba moli # X_2Y # to zareagowało jest

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

# X_2Y = 0,100 - 0,0332 = „0,0668 M” #

To jest równoważne

#n_ (X_2Y) = "0.0668 moli" #

Liczba moli # X # wyprodukowane będzie równe

# 0.0668cancel ("moli" X_2Y) * (kolor (czerwony) (2) "moli" X) / (1 anuluj ("mol" X_2Y)) = "0.1336 moli" # # X #

Dla twojej próbki 1 L jest to równoważne molarności

# X _12 = kolor (zielony) („0,134 M”) #