Dataene nedenfor blev opsamlet til følgende reaktion ved en bestemt temperatur: X_2Y 2X + Y (Data fundet som billede i svarboks). Hvad er koncentrationen af X efter 12 timer?

Dataene nedenfor blev opsamlet til følgende reaktion ved en bestemt temperatur: X_2Y 2X + Y (Data fundet som billede i svarboks). Hvad er koncentrationen af X efter 12 timer?
Anonim

Svar:

# X = 0,15 "M" #

Forklaring:

Hvis du plot en koncentrationstidsgraf får du en eksponentiel kurve som denne:

Dette tyder på en første ordre reaktion. Jeg har tegnet grafen i Excel og estimeret halveringstiden. Dette er den tid, hvor koncentrationen falder med halvdelen af den oprindelige værdi.

I dette tilfælde estimerede jeg tidspunktet for koncentrationen at falde fra 0,1 M til 0,05 M. Du skal ekstrapolere grafen for at få dette.

Dette giver #t_ (1/2) = 6min #

Så vi kan se, at 12mins = 2 halvlifter

Efter 1 halveringstid er koncentrationen 0,05 M

Så efter 2 halvlifter # XY = 0,05 / 2 = 0,025M #

Så i 1 l af opløsning nr. mol XY brugt op = 0,1 - 0,025 = 0,075

Da 2 mol X form fra 1 mol XY er nej. mol X dannet = 0,075 x 2 = 0,15.

# X = 0,15 "M" #

Svar:

Koncentrationen af #X# vil være lig med 0,134 M.

Forklaring:

De givne værdier er

For at kunne bestemme, hvad koncentrationen af #X# vil være efter 12 timer, du skal først afgøre to ting

  • rækkefølgen af reaktionen
  • hastighedskonstanten

For at bestemme rækkefølgen af reaktionen skal du plotte tre grafer

  • # X_2Y # mod tiden, som ser sådan ud

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

  • #ln (X_2Y) # mod tiden, som ser sådan ud

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

  • # 1 / (X_2Y) # mod tiden, som ser sådan ud

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

Nu er grafen, der passer til en lige linje vil bestemme reaktionens rate ordre. Som du kan se, passer den tredje graf til denne patter, hvilket betyder, at reaktionen vil være andenordens.

Den integrerede rate lov for en anden ordre reaktion ser sådan ud

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

# K # - det sats konstant til den givne reaktion.

# T # - den tid, der kræves for koncentrationen at gå fra # A_0 # til #EN#.

For at bestemme værdien af # K #, skal du vælge to sæt værdier fra dit bord.

For at gøre beregningerne nemmere, vælger jeg de første og anden værdier. Så koncentrationen af # X_2Y # starter på 0.100 M og efter 1 time, falder til 0,0856 M. Det betyder at du har

# 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" #

(1, 1, 822 - 10,0) "M" ^ (- 1)) / ("1 h") = farve (grøn)

Brug den samme ligning til at bestemme, hvad koncentrationen af # X_2Y # vil være efter 12 timer.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0,100 M") + 1,68 "M" ^ (- 1) annullere ("h" ^ -) #

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

Derfor, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = farve (grøn) ("0,0332 M") #

For at få koncentrationen fo #X#, brug molforholdet mellem de to arter i den kemiske ligning

# X_2Y -> farve (rød) (2) X + Y #

Du ved det hver 1 mol af # X_2Y # vil producere #COLOR (rød) (2) # mol af #X#. Forudsat at du har en liter løsning (igen er dette kun for at gøre beregningerne lettere), antallet af mol # X_2Y # det reagerede er

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

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

Dette svarer til

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

Antallet af mol #X# produceret vil være lig med

# 0,0668cancel ("mol" X_2Y) * (farve (rød) (2) "mol" X) / (1cancel ("mol" X_2Y)) "" 0.1336 mol " #X#

Til din 1-L-prøve svarer dette til en molaritet af

# X _12 = farve (grøn) ("0.134 M") #