Alla olevat tiedot kerättiin seuraavaa reaktiota varten tietyssä lämpötilassa: X_2Y 2X + Y (Data löytyi kuvassa vastauskentässä). Mikä on X: n pitoisuus 12 tunnin kuluttua?

Vastaus:

# X = 0,15 "M" #

Selitys:

Jos piirrät keskittymisaikakäyrän, saat tällaisen eksponentiaalikäyrän:

Tämä viittaa ensimmäisen kertaluvun reaktioon. Piirrsin kaavion Excelissä ja arvioin puoliintumisajan. Tämä on aika, jonka kuluessa keskittymä laskee puolet sen alkuperäisestä arvosta.

Tässä tapauksessa arvioitiin aika, joka kului konsentraation laskuun 0,1 M: sta 0,05 M: iin. Sinun täytyy ekstrapoloida kuvaaja saadaksesi tämän.

Tämä antaa #t_ (1/2) = 6 min #

Niinpä voimme nähdä, että 12 min = 2 puoliintumisaikaa

1 puoliintumisajan jälkeen pitoisuus on 0,05 M

Joten kahden puoliajan jälkeen # XY = 0,05 / 2 = 0,025M #

Niinpä 1 l liuoksessa nro. mooleja XY käytettiin = 0,1 - 0,025 = 0,075

Koska 2 moolia X-muotoa 1 moolista XY: stä, ei. moolit X muodostivat = 0,075 x 2 = 0,15.

Niin # X = 0,15 "M" #

Vastaus:

Pitoisuus # X # on yhtä suuri kuin 0,134 M.

Selitys:

Teille annetut arvot ovat

Jotta pystytään määrittämään, mikä pitoisuus on # X # jälkeen 12 tuntia, sinun on ensin määritettävä kaksi asiaa

• reaktion järjestys
• nopeusvakio

Reaktion järjestyksen määrittämiseksi täytyy piirtää kolme kuvaa

• # X_2Y # verrattuna aikaan, joka näyttää tältä

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

• #ln (X_2Y) # verrattuna aikaan, joka näyttää tältä

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

• # 1 / (X_2Y) # verrattuna aikaan, joka näyttää tältä

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

Nyt kuvaaja, joka sopii a suora viiva määrittää reaktion järjestys. Kuten näette, kolmas kaavio sopii tähän patteriin, mikä tarkoittaa, että reaktio on toinen tilaus.

Toisen asteen reaktion integroitu nopeuslaki näyttää tältä

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

# K # - nopeusvakio annetulle reaktiolle.

# T # - aika, joka tarvitaan keskittymän siirtymiseen # A_0 # että # A #.

Määrittääksesi arvon # K #, sinun on valittava taulukosta kaksi arvoa.

Laskelmien helpottamiseksi valitsen ensimmäisen ja toisen arvon. Joten, pitoisuus # X_2Y # alkaa klo 0,100 M ja jälkeen 1 tunti, putoaa 0,0856 M. Tämä tarkoittaa sitä, että sinulla on

# 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") = väri (vihreä) ("1,68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Käytä samaa yhtälöä selvittääksesi mitä pitoisuus on # X_2Y # 12 tunnin kuluttua.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0.100 M") + 1,68 "M" ^ (- 1) peruuta ("h" ^ (- 1)) * (12 - 0) peruuta ("h") #

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

Siksi, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = väri (vihreä) ("0.0332 M") #

Saadaksesi keskittymän # X #Käytä kemiallisen yhtälön molempien lajien välistä moolisuhdetta

# X_2Y -> väri (punainen) (2) X + Y #

Tiedät sen joka 1 mooli of # X_2Y # tuottaa #COLOR (punainen) (2) # mol of # X #. Olettaen, että sinulla on litra liuosta (uudelleen, tämä on vain laskelmien helpottamiseksi), moolien määrä # X_2Y # jotka reagoivat on

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

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

Tämä vastaa

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

Moolien lukumäärä # X # tuotettu on yhtä suuri kuin

# 0.0668cancel ("moolit" X_2Y) * (väri (punainen) (2) "moolit" X) / (1kpl ("mooli" X_2Y)) "0.1336 moolia" # # X #

1-L-näytteessäsi tämä vastaa molaarisuutta

# X _12 = väri (vihreä) ("0.134 M") #