Les dades següents es van recollir per a la següent reacció a una temperatura determinada: X_2Y 2X + Y (dades trobades com a quadre en quadre de resposta). Quina és la concentració de X després de 12 hores?

Les dades següents es van recollir per a la següent reacció a una temperatura determinada: X_2Y 2X + Y (dades trobades com a quadre en quadre de resposta). Quina és la concentració de X després de 12 hores?
Anonim

Resposta:

# X = 0,15 "M"

Explicació:

Si dibuixeu un gràfic de temps de concentració obtindreu una corba exponencial així:

Això suggereix una reacció de primer ordre. Vaig traçar el gràfic en Excel i calculava la meitat-vida. Aquest és el temps necessari per a que la concentració caigui a la meitat del seu valor inicial.

En aquest cas, he calculat que el temps necessari per a la concentració es redueix de 0,1 M a 0,05 M. Heu d’extrapolar el gràfic per aconseguir-ho.

Això dóna #t_ (1/2) = 6min #

Així, podem veure que 12 minuts = 2 vida mitjana

Després de la meitat de la vida la concentració és de 0,05 M

Així, després de dos mesos de vida # XY = 0,05 / 2 = 0,025 M

Així que en 1L de solució no. moles XY utilitzats = 0,1 - 0,025 = 0,075

Des de 2 moles de X es formen a partir d’1 mol XY el no. formen mols X = 0,075 x 2 = 0,15.

Tan # X = 0,15 "M"

Resposta:

La concentració de # X # serà igual a 0,134 M.

Explicació:

Els valors que es donen són

Per poder determinar quina és la concentració de # X # serà després 12 hores, primer cal determinar dues coses

  • l’ordre de la reacció
  • la taxa constant

Per tal de determinar l’ordre de la reacció, cal dibuixar tres gràfics

  • # X_2Y # contra el temps, que sembla així

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

  • #ln (X_2Y) # # contra el temps, que sembla així

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

  • # 1 / (X_2Y) # contra el temps, que sembla així

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

Ara, el gràfic que s’adapta a un línia recta determinarà la reacció ordre de tarifa. Com podeu veure, el tercer gràfic s’adapta a aquest pegat, el que significa que la reacció serà segon ordre.

La llei de taxes integrades per a una reacció de segon ordre sembla així

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

# k # - la constant de velocitat per a la reacció donada.

# t # - el temps necessari per passar de la concentració # A_0 # a # A #.

Per determinar el valor de # k #, heu de triar dos conjunts de valors de la vostra taula.

Per facilitar els càlculs, triaré el primer i el segon valors. Per tant, la concentració de # X_2Y # comença a 0,100 M i després 1 hora, cau a 0,0856 M. Això significa que teniu

# 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") = color (verd) ("1,68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Utilitzeu la mateixa equació per determinar quina és la concentració de # X_2Y # serà després de les 12 hores.

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

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

Per tant, # X_2Y _12 = 1 / ("30,16 M" ^ (- 1)) = color (verd) ("0,0332 M") #

Per obtenir la concentració de # X #, utilitzeu la relació mol que existeix entre les dues espècies en l’equació química

# X_2Y -> color (vermell) (2) X + Y #

Ho saps cada 1 talpa de # X_2Y # produirà #color (vermell) (2) # lunars de # X #. Suposant que teniu un litre de solució (de nou, això és només per facilitar les càlculs), el nombre de lunars de # X_2Y # que va reaccionar és

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

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

Això és equivalent a

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

El nombre de lunars de # X # produït serà igual a

# 0.0668cancel ("mols" X_2Y) * (color (vermell) (2) "moles" X) / (1cancel ("mole" X_2Y)) = "0,1336 moles" # # X #

Per a la vostra mostra d’1 l, això equival a una molaritat de

# X _12 = color (verd) ("0,134 M") #