הנתונים שלהלן נאספו עבור התגובה הבאה בטמפרטורה מסוימת: X_2Y 2X + Y (נתונים שנמצאו כתמונה בתיבת התשובה). מהו הריכוז של X לאחר 12 שעות?

הנתונים שלהלן נאספו עבור התגובה הבאה בטמפרטורה מסוימת: X_2Y 2X + Y (נתונים שנמצאו כתמונה בתיבת התשובה). מהו הריכוז של X לאחר 12 שעות?
Anonim

תשובה:

# X = 0.15 "M" #

הסבר:

אם אתה מתכנן גרף זמן ריכוז אתה מקבל עקומה מעריכי כמו זה:

זה מציע תגובה מסדר ראשון. רשמתי את הגרף ב- Excel והערכתי את מחצית החיים. זה הזמן שנדרש עבור הריכוז ליפול על ידי מחצית הערך הראשוני שלה.

במקרה זה הערכתי את הזמן שנדרש לריכוז ליפול מ 0.1M ל 0.05M. אתה צריך אקסטרפולציה את הגרף כדי לקבל את זה.

זה נותן #t_ (1/2) = 6min #

אז אנחנו יכולים לראות את זה 12 mins = 2 מחצית lifes

לאחר מחצית החיים הריכוז הוא 0.05M

אז אחרי 2 מחצית החיים # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

אז ב 1 ליטר של פתרון לא. שומות XY בשימוש = 0.1-0.025 = 0.075

מאז 2 שומות של X טופס מ 1 XY השומה לא. moles X form = 0.075 x 2 = 0.15.

לכן # X = 0.15 "M" #

תשובה:

הריכוז של #איקס# יהיה שווה ל 0.134 M.

הסבר:

הערכים שניתנו לך הם

כדי להיות מסוגל לקבוע מה הריכוז של #איקס# יהיה אחרי 12 שעות, אתה צריך קודם לקבוע שני דברים

  • סדר התגובה
  • הקצב קבוע

על מנת לקבוע את סדר התגובה, אתה צריך לתכנן שלושה גרפים

  • # X_2Y # לעומת הזמן, שנראית כך

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

  • #ln (X_2Y) # לעומת הזמן, שנראית כך

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

  • # 1 / (X_2Y) # לעומת הזמן, שנראית כך

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

עכשיו, הגרף שמתאים א קו ישר יקבע את התגובה של -. כפי שאתה יכול לראות, את הגרף השלישי מתאים זה patter, כלומר התגובה תהיה הזמנה שנייה.

חוק הריבית המשולבת לתגובה מסדר שני נראה כך

# 1 / (A) = 1 / (A_0) + k * t #, איפה

# k # - ה - קבוע על התגובה הנתונה.

# t # - הזמן הדרוש לריכוז לעבור # A_0 # ל # A #.

על מנת לקבוע את הערך של # k #, אתה צריך לבחור שתי קבוצות של ערכים מהטבלה שלך.

כדי להפוך את החישובים לקלים יותר, אני אבחר את הערכים הראשונים והשני. אז, הריכוז של # X_2Y # מתחיל ב 0.100 M ואחרי 1 שעה, טיפות ל 0.0856 M. זה אומר שיש לך

# 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) =" (1) = (1)

השתמש באותה משוואה כדי לקבוע מה הריכוז של # X_2Y # יהיה לאחר 12 שעות.

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

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

לכן, # (X_2Y) _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = צבע (ירוק) ("0.0332 M") #

כדי לקבל את הריכוז #איקס#, להשתמש היחס השומה הקיימת בין שני המינים במשוואה הכימית

# X_2Y -> צבע (אדום) (2) X + Y #

אתה יודע את זה כל 1 מול of # X_2Y # יפיק #color (אדום) (2) # שומות of #איקס#. בהנחה שיש לך ליטר של פתרון (שוב, זה רק כדי להפוך את חישובים קל יותר), מספר שומות של # X_2Y # כי הגיבו J

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

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

זה שווה ל

#n_ (X_2Y) = "0.0668 שומות" #

מספר השומות של #איקס# הפיק יהיה שווה ל

# 0.0668cancel ("שומות" X_2Y) (צבע) אדום () 2 ("שומות" X) / (1cancel ("חפרפרת" X_2Y) = "0.1336 שומות" # # #איקס#

עבור מדגם 1-L שלך, זה שווה את מולריות של

# X _12 = צבע (ירוק) ("0.134 M") #