Ensimmäisen asteen reaktio kestää 100 minuuttia 60 ° C: n loppuun saattamiseksi 60% reaktion hajoamisesta löytyy aika, jolloin 90% reaktiosta on valmis?

Ensimmäisen asteen reaktio kestää 100 minuuttia 60 ° C: n loppuun saattamiseksi 60% reaktion hajoamisesta löytyy aika, jolloin 90% reaktiosta on valmis?
Anonim

Vastaus:

suunnilleen #251.3# minuutit.

Selitys:

Eksponentiaalinen hajoamisfunktio mallinnuttaa reagoivien aineiden moolimäärän, joka on jäljellä tietyssä ajassa ensimmäisessä järjestyksessä. Seuraavassa selityksessä lasketaan reaktion hajoamisvakio annetuista olosuhteista, jolloin löydetään aika, joka kuluu reaktion saavuttamiseen #90%# valmistuminen.

Olkoon jäljellä jäljellä olevien reagenssien moolimäärä #n (t) #, funktio ajan suhteen.

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

missä # N_0 # reagoivien hiukkasten alkuperäinen määrä ja # Lambda # hajoamisvakio. Arvo # Lambda # voidaan laskea tiettynä ajankohtana jäljellä olevien reagenssien moolien lukumäärästä. Kysymyksessä todetaan, että on olemassa #(1-60%)=40%=0.40# reagoivien hiukkasten ajoissa # t = 100 väri (valkoinen) (l) "min" #. Letting # n_0 = 1 väri (valkoinen) (l) "mol" #,

# 1.00 väri (valkoinen) (l) "mol" * e ^ (- lambda * 100 väri (valkoinen) (l) "min") = 0,40 väri (valkoinen) (l) "mol" #

# -lambda * 100 väri (valkoinen) (l) "min" = ln ((0,40 väri (valkoinen) (l) väri (punainen) (peruuta (väri (musta) ("mol")))) / (1,00 väri (valkoinen) (l) väri (punainen) (peruuta (väri (musta) ("mol"))))) #

Siksi #lambda = - (ln (0,40)) / (100 väri (valkoinen) (l) "min") ~~ 9.162 * 10 ^ (- 3) väri (valkoinen) (l) "min" ^ (- 1) #

Päästää #n (t) = (1-90%) * 1,00 väri (valkoinen) (l) "mol" = 0,10 väri (valkoinen) (l) "mol" # ja ratkaise #COLOR (tummansininen) (t) #:

# 1.00 väri (valkoinen) (l) "mol" * e ^ (- lambda * väri (tummansininen) (t)) = 0,10 väri (valkoinen) (l) "mol" #

# -lambda * color (darkblue) (t) = ln ((0,10 väri (valkoinen) (l) väri (punainen) (peruuta (väri (musta) ("mol")))) / (1,00 väri (valkoinen) (l) väri (punainen) (peruuta (väri (musta) ("mol"))))) #

#t = - (ln (0,10)) / (lambda) = - (ln (0,10)) / (9.162 * 10 ^ (- 3) väri (valkoinen) (l) "min" ^ (- 1)) = 251,3 väri (valkoinen) (l) "min" #

Se on: se kestää noin #251.3# minuuttia reaktion päättymiseen mennessä #90%#.

Katso myös

Aikaa jäljellä olevien reagoivien hiukkasten moolien määrän ilmaiseminen on siistiä selitystä # T # Chemistry LibreText. Katso