Spodnji podatki so bili zbrani za naslednjo reakcijo pri določeni temperaturi: X_2Y 2X + Y (Podatki so bili najdeni v sliki v polju za odgovor). Kakšna je koncentracija X po 12 urah?

Odgovor:

# X = 0,15 "M" #

Pojasnilo:

Če vnesete graf časa koncentracije, dobite eksponentno krivuljo, kot je ta:

To kaže na reakcijo prvega reda. Graf sem narisal v Excelu in ocenil razpolovni čas. To je čas, ki je potreben, da se koncentracija zmanjša za polovico svoje začetne vrednosti.

V tem primeru sem ocenil, da je čas, potreben za padec koncentracije, z 0,1 M na 0,05 M. Graf morate ekstrapolirati, da dobite to.

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

Tako lahko vidimo, da je 12 min = 2 pol-življenj

Po 1 polčasu je koncentracija 0,05 M

Torej po 2 pol-življenju # XY = 0,05 / 2 = 0,025 M #

Torej v 1L raztopine št. uporabljenih molov XY = 0,1 - 0,025 = 0,075

Ker 2 molov X tvorijo iz 1 mol XY št. nastali moli X = 0,075 x 2 = 0,15.

Torej # X = 0,15 "M" #

Odgovor:

Koncentracija # X # bo enako 0,134 M.

Pojasnilo:

Vrednote, ki ste jih dobili, so

Da bi lahko ugotovili, kakšna je koncentracija # X # bo sledil 12 ur, morate najprej določiti dve stvari

• vrstnem redu reakcije
• konstanto hitrosti

Da bi določili vrstni red reakcije, morate načrtovati tri grafove

• # X_2Y # v primerjavi s časom, ki izgleda takole

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

• #ln (X_2Y) # v primerjavi s časom, ki izgleda takole

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

• # 1 / (X_2Y) # v primerjavi s časom, ki izgleda takole

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

Zdaj, graf, ki ustreza a ravna črta bo določil odziv red. Kot lahko vidite, tretji graf ustreza temu koraku, kar pomeni, da bo reakcija drugega reda.

Integrirana stopenjska zakonodaja za reakcijo drugega reda izgleda takole

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

# k # - konstanto hitrosti za dano reakcijo.

# t # - čas, ki je potreben za koncentracijo # A_0 # do # A #.

Za določitev vrednosti # k #, iz tabele morate izbrati dva niza vrednosti.

Za lažje izračune bom izbral prvo in drugo vrednost. Torej, koncentracija # X_2Y # začne pri 0,100 M in potem 1 uro, pade na 0,0856 M. To pomeni, 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") = barva (zelena) ("1,68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Uporabite enako enačbo, da ugotovite, kakšna je koncentracija # X_2Y # po 12 urah.

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

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

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

Da bi dobili koncentracijo za # X #, uporabite molsko razmerje med obema vrstama v kemijski enačbi

# X_2Y -> barva (rdeča) (2) X + Y #

To veš vsak 1 mol od # X_2Y # bo proizvedel #barva (rdeča) (2) # moli od # X #. Ob predpostavki, da imate liter raztopine (spet, to je samo za lažje izračune), število moli # X_2Y # ki je reagirala je

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

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

To je enakovredno

#n_ (X_2Y) = "0.0668 molov" #

Število molov. T # X # proizvedeno bo enako

# 0.0668zastavi ("moli" X_2Y) * (barva (rdeča) (2) "moli" X) / (1kkaz ("mol" X_2Y)) = "0,1336 moli # X #

Za vaš 1-L vzorec je to enako molarnosti

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