De onderstaande gegevens zijn verzameld voor de volgende reactie bij een bepaalde temperatuur: X_2Y 2X + Y (gegevens gevonden als afbeelding in antwoordvak). Wat is de concentratie van X na 12 uur?

Antwoord:

# X = 0,15 "M" #

Uitleg:

Als u een concentratietijdgrafiek plot, krijgt u een exponentiële curve zoals deze:

Dit suggereert een eerste-orde reactie. Ik heb de grafiek in Excel geplot en de halfwaardetijd geschat. Dit is de tijd die nodig is om de concentratie met de helft van de beginwaarde te laten dalen.

In dit geval schatte ik de tijd die nodig was om de concentratie te laten dalen van 0,1 M tot 0,05 M. U moet de grafiek extrapoleren om dit te krijgen.

Dit geeft #t_ (1/2) = 6 min #

Dus we kunnen zien dat 12mins = 2 half-leven

Na 1 halfwaardetijd is de concentratie 0,05M

Dus na 2 halve levens # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

Dus in 1L van oplossing nee. mollen XY verbruikt = 0,1 - 0,025 = 0,075

Sinds 2 mol X vormen uit 1 mol XY de nee. mollen X gevormd = 0,075 x 2 = 0,15.

Zo # X = 0,15 "M" #

Antwoord:

De concentratie van #X# zal gelijk zijn aan 0,134 M.

Uitleg:

De waarden die je hebt gekregen zijn

Om te kunnen bepalen wat de concentratie van #X# zal erna zijn 12 uren, je moet eerst twee dingen bepalen

• de volgorde van de reactie
• de snelheidsconstante

Om de volgorde van de reactie te bepalen, moet u drie grafieken plotten

• # X_2Y # tegen de tijd, die er zo uitziet

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

• #ln (X_2Y) # tegen de tijd, die er zo uitziet

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

• # 1 / (X_2Y) # tegen de tijd, die er zo uitziet

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

Nu, de grafiek die bij een past rechte lijn zal de reactie bepalen tarief volgorde. Zoals u kunt zien, past de derde grafiek in dit patroon, wat betekent dat de reactie zal zijn tweede bestelling.

De geïntegreerde tariefwet voor een tweede orde reactie ziet er zo uit

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

# K # - de snelheidsconstante voor de gegeven reactie.

# T # - de tijd die nodig is om de concentratie te laten verdwijnen # A_0 # naar #EEN#.

Om de waarde van te bepalen # K #, u moet twee sets waarden uit uw tabel kiezen.

Om de berekeningen gemakkelijker te maken, kies ik de eerste en tweede waarden. Dus de concentratie van # X_2Y # begint om 0.100 M en daarna 1 uur, druppels naar 0.0856 M. Dit betekent dat je dat hebt gedaan

# 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") = kleur (groen) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Gebruik dezelfde vergelijking om te bepalen wat de concentratie is van # X_2Y # zal na 12 uur zijn.

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

# 1 / (X_2Y _12) = "10.0 M" ^ (- 1) + "20.16 M" ^ (- 1) = "30.16 M" ^ (- 1) #

daarom

# X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = kleur (groen) ("0.0332 M") #

Om de concentratie te krijgen #X#, gebruik de molverhouding die bestaat tussen de twee soorten in de chemische vergelijking

# X_2Y -> kleur (rood) (2) X + Y #

Dat weet je elk 1 mol van # X_2Y # zal produceren #color (red) (2) # mol van #X#. Ervan uitgaande dat je een liter oplossing hebt (nogmaals, dit is alleen om de berekening makkelijker te maken), het aantal mollen # X_2Y # dat reageerde is

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

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

Dit komt overeen met

#n_ (X_2Y) = "0.0668 mollen" #

Het aantal mollen van #X# geproduceerd zal gelijk zijn aan

# 0.0668cancel ("mollen" X_2Y) * (kleur (rood) (2) "mollen" X) / (1zegel ("mole" X_2Y)) = "0.1336 mollen" # #X#

Voor uw 1-L-monster komt dit overeen met een molariteit van

# X _12 = kleur (groen) ("0.134 M") #