Datele de mai jos au fost colectate pentru următoarea reacție la o anumită temperatură: X_2Y 2X + Y (datele găsite ca imagine în caseta de răspuns). Care este concentrația de X după 12 ore?

Răspuns:

# X = 0,15 "M" #

Explicaţie:

Dacă compilați un grafic de timp de concentrare, obțineți o curbă exponențială, astfel:

Aceasta sugerează o reacție de prim ordin. Am scris graficul în Excel și am estimat timpul de înjumătățire. Acesta este timpul necesar ca concentrația să scadă cu jumătate din valoarea inițială.

În acest caz, am estimat timpul necesar ca concentrația să scadă de la 0,1M la 0,05M. Trebuie să extrapolați graficul pentru a obține acest lucru.

Asta da #t_ (1/2) = 6min #

Deci vedem că 12mins = 2 jumătăți de viață

După 1 jumătate de viață, concentrația este de 0,05M

Deci, după 2 jumătăți de viață # XY = 0,05 / 2 = 0,025M #

Astfel, în 1L de soluție nr. molii XY folosiți = 0,1 - 0,025 = 0,075

Deoarece 2 moli de X formează de la 1 mol XY, nr. moli X format = 0,075 x 2 = 0,15.

Asa de # X = 0,15 "M" #

Răspuns:

Concentrația #X# va fi egal cu 0,134 M.

Explicaţie:

Valorile care ți se oferă sunt

Pentru a putea determina ce concentrație de #X# va fi după 12 ore, trebuie să stabiliți mai întâi două lucruri

• ordinea reacției
• rata constantă

Pentru a determina ordinea reacției, trebuie să trasați trei grafice

• # # X_2Y versus timp, care arată așa

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

• #ln (X_2Y) # versus timp, care arată așa

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

• # 1 / (X_2Y) # versus timp, care arată așa

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

Acum, graficul care se potrivește a linie dreapta va determina reacția rata comenzii. După cum puteți vedea, al treilea grafic se potrivește acestui tipar, ceea ce înseamnă că reacția va fi a doua comanda.

Legea privind rata integrată pentru o reacție de ordinul doi arată astfel

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

# # K - rata constantă pentru reacția dată.

# T # - timpul necesar pentru trecerea concentrării # # A_0 la #A#.

Pentru a determina valoarea lui # # K, trebuie să alegeți două seturi de valori din tabel.

Pentru a face calculele mai ușoare, voi alege prima și a doua valoare. Deci, concentrarea lui # # X_2Y începe la 0,100 M si dupa 1 oră, picături la 0,0856 M. Asta înseamnă că ai

# 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 * "1h"

#k = ((11.6822 - 10.0) "M" ^ (- 1)) / ("1 h") = culoare (verde)

Utilizați aceeași ecuație pentru a determina ce concentrație de # # X_2Y va fi după 12 ore.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0,100 M") + 1,68 "M") #

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

Prin urmare, # X_2Y _12 = 1 / ("30,16 M" ^ (- 1)) = culoare (verde)

Pentru a obține concentrația pentru #X#, utilizați raportul molar care există între cele două specii în ecuația chimică

# X_2Y -> culoare (roșu) (2) X + Y #

Tu stii asta fiecare 1 mol de # # X_2Y va produce #color (roșu) (2) # alunițe de #X#. Presupunând că aveți un litru de soluție (din nou, acest lucru este doar pentru a face ușurarea calculelor), numărul de moli de # # X_2Y care au reacționat este

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

# X_2Y = 0,100 - 0,0332 = "0,0668 M" #

Aceasta este echivalentă cu

#n_ (X_2Y) = "0,0668 moli" #

Numărul de moli de #X# produs va fi egal cu

# 0.0668cancel ("molii" X_2Y) * (culoare (roșu) (2) "moli" X) / (1cancel ("mole" X_2Y) #X#

Pentru proba dvs. de 1 L, aceasta este echivalentă cu o molaritate de

# X _12 = culoare (verde) ("0,134 M") #