Data di bawah dikumpulkan untuk tindak balas berikut pada suhu tertentu: X_2Y 2X + Y (Data ditemui sebagai gambar dalam kotak jawapan). Apakah kepekatan X selepas 12 jam?

Jawapan:

# X = 0.15 "M" #

Penjelasan:

Jika anda merancang graf masa tumpuan anda mendapat lengkung eksponen seperti ini:

Ini mencadangkan reaksi pesanan pertama. Saya merancang graf di Excel dan dianggarkan separuh hayat. Ini adalah masa yang diambil untuk kepekatan jatuh sebanyak separuh daripada nilai awalnya.

Dalam kes ini saya menganggarkan masa yang diambil untuk kepekatan jatuh dari 0.1M hingga 0.05M. Anda perlu mengaplikasikan graf untuk mendapatkannya.

Ini memberi #t_ (1/2) = 6min #

Jadi kita dapat melihat bahawa 12mins = 2 separuh umur

Selepas separuh hayat kepekatan adalah 0.05M

Jadi selepas 2 separuh umur # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

Jadi dalam 1L larutan tidak. tahi lalat XY digunakan = 0.1 - 0.025 = 0.075

Sejak 2 tahi bentuk X dari 1 mol XY no. tahi lalat X terbentuk = 0.075 x 2 = 0.15.

Jadi # X = 0.15 "M" #

Jawapan:

Kepekatan # X # akan sama dengan 0.134 M.

Penjelasan:

Nilai yang diberikan kepada anda adalah

Untuk dapat menentukan apa kepekatan # X # akan menjadi selepas 12 jam, anda perlu terlebih dahulu menentukan dua perkara

• perintah tindak balas
• pemalar kadar

Untuk menentukan urutan tindak balas, anda perlu merancang tiga graf

• # X_2Y # berbanding masa, yang kelihatan seperti ini

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

• #ln (X_2Y) # berbanding masa, yang kelihatan seperti ini

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

• # 1 / (X_2Y) # berbanding masa, yang kelihatan seperti ini

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

Sekarang, graf yang sesuai dengan garis lurus akan menentukan reaksi itu perintah kadar. Seperti yang anda dapat lihat, graf ketiga sesuai dengan patter ini, yang bermaksud reaksi akan pesanan kedua.

Undang-undang kadar bersepadu untuk reaksi pesanan kedua kelihatan seperti ini

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

# k # - yang kadar tetap untuk reaksi yang diberikan.

# t # - masa yang diperlukan untuk tumpuan untuk pergi # A_0 # kepada # A #.

Untuk menentukan nilai # k #, anda perlu memilih dua set nilai dari jadual anda.

Untuk membuat pengiraan lebih mudah, saya akan memilih nilai pertama dan kedua. Oleh itu, kepekatan # X_2Y # bermula pada 0.100 M dan, selepas 1 jam, jatuh ke 0.0856 M. Ini bermakna anda ada

# 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)

Gunakan persamaan yang sama untuk menentukan kepekatan # X_2Y # akan selepas 12 jam.

(1 h) ^ (- 1)) * (12 - 0) membatalkan ("h") #

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

Oleh itu, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = warna (hijau) ("0.0332 M") #

Untuk mendapatkan tumpuan # X #, gunakan nisbah tahi lalat yang wujud antara dua spesies dalam persamaan kimia

# X_2Y -> warna (merah) (2) X + Y #

Anda tahu itu setiap 1 mol daripada # X_2Y # akan menghasilkan #color (merah) (2) # tahi lalat daripada # X #. Dengan mengandaikan bahawa anda mempunyai satu liter penyelesaian (sekali lagi, ini hanya untuk membuat perhitungan lebih mudah), jumlah tahi lalat # X_2Y # yang bertindak balas adalah

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

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

Ini bersamaan dengan

#n_ (X_2Y) = "0.0668 mol" #

Bilangan tahi lalat # X # yang dihasilkan akan sama dengan

# 0.0668cancel ("mol" X_2Y) * (warna (merah) (2) "mol" X) / (1cancel ("mol" X_2Y)) = "0.1336 mol" # X #

Untuk sampel 1-L anda, ini bersamaan dengan molarity

# X _12 = warna (hijau) ("0.134 M") #