Nižšie uvedené údaje boli odoberané pre nasledujúcu reakciu pri určitej teplote: X_2Y 2X + Y (údaje nájdené ako obrázok v poli odpovede). Aká je koncentrácia X po 12 hodinách?

odpoveď:

# X = 0,15 "M" #

vysvetlenie:

Ak vykreslíte graf závislosti koncentrácie, dostanete exponenciálnu krivku takto:

To naznačuje reakciu prvého poriadku. Graf som vykreslil v programe Excel a odhadol polčas. Toto je čas, ktorý je potrebný na to, aby koncentrácia klesla o polovicu svojej pôvodnej hodnoty.

V tomto prípade som odhadol čas potrebný na zníženie koncentrácie z 0,1 M na 0,05 M. Aby ste to dosiahli, musíte graf extrapolovať.

To dáva #t_ (1/2) = 6 min #

Takže môžeme vidieť, že 12mins = 2 polčasy

Po 1 polčase je koncentrácia 0,05 M

Takže po 2 polčasoch # XY = 0,05 / 2 = 0,025 M #

Takže v 1 1 roztoku č. použité moly XY = 0,1 - 0,025 = 0,075

Pretože 2 moly X sa tvoria z 1 molu XY nie. vytvorené moly = 0,075 x 2 = 0,15.

tak # X = 0,15 "M" #

odpoveď:

Koncentrácia #X# sa bude rovnať 0,134 M.

vysvetlenie:

Hodnoty, ktoré ste dostali, sú

Aby bolo možné určiť, čo koncentrácia #X# bude po 12 hodín, musíte najprv určiť dve veci

• poradie reakcie
• rýchlostná konštanta

Aby bolo možné určiť poradie reakcie, je potrebné nakresliť tri grafy

• # X_2Y # verzus čas, ktorá vyzerá takto

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

• #ln (X_2Y) # verzus čas, ktorá vyzerá takto

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

• # 1 / (X_2Y) # verzus čas, ktorá vyzerá takto

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

Teraz, graf, ktorý sa hodí priamka určí reakciu sadzba, Ako vidíte, tretí graf vyhovuje tomuto plášťu, čo znamená, že reakcia bude druhá objednávka.

Integrovaný zákon o sadzbách pre reakciu druhého rádu vyzerá takto

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

# K # - rýchlostná konštanta pre danú reakciu.

# T # - čas potrebný na ukončenie koncentrácie # A_0 # na # A #.

Na určenie hodnoty # K #, musíte vybrať dve sady hodnôt z tabuľky.

Aby boli výpočty jednoduchšie, vyberiem prvú a druhú hodnotu. Takže koncentrácia # # X_2Y začína na 0,100 M a potom 1 hodina, kvapky na 0,0856 M, To znamená, že máte

# 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") = farba (zelená) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Použite rovnakú rovnicu na určenie koncentrácie # # X_2Y bude po 12 hodinách.

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

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

Z tohto dôvodu

# X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = farba (zelená) ("0.0332 M") #

Ak chcete získať koncentráciu pre #X#, použite molárny pomer, ktorý existuje medzi týmito dvoma druhmi v chemickej rovnici

# X_2Y -> farba (červená) (2) X + Y #

Vieš to každý 1 mol z # # X_2Y bude vyrábať #COLOR (red) (2) # molí z #X#, Za predpokladu, že máte liter roztoku (opäť je to len na uľahčenie kalkulácie), počet mólov # # X_2Y ktoré reagovali je

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

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

To je ekvivalentné

#n_ (X_2Y) = "0.0668 mol" #

Počet mol #X# bude rovný

# 0.0668cancel ("móly" X_2Y) * (farba (červená) (2) "móly" X) / (1cancel ("mol" X_2Y)) = "0.1336 mol" # #X#

Pre vašu 1-L vzorku je to ekvivalentné s molaritou

# X _12 = farba (zelená) ("0,134 M") #