ข้อมูลด้านล่างถูกรวบรวมสำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้ที่อุณหภูมิหนึ่ง ๆ : X_2Y 2X + Y (พบข้อมูลตามรูปในกล่องคำตอบ) ความเข้มข้นของ X หลังจาก 12 ชั่วโมงคืออะไร?

ข้อมูลด้านล่างถูกรวบรวมสำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้ที่อุณหภูมิหนึ่ง ๆ : X_2Y 2X + Y (พบข้อมูลตามรูปในกล่องคำตอบ) ความเข้มข้นของ X หลังจาก 12 ชั่วโมงคืออะไร?
Anonim

ตอบ:

# X = 0.15 "M" #

คำอธิบาย:

ถ้าคุณพล็อตกราฟเวลาความเข้มข้นคุณจะได้เส้นโค้งแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลดังนี้:

สิ่งนี้แนะนำให้เกิดปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง ฉันพล็อตกราฟใน Excel และประมาณครึ่งชีวิต นี่เป็นเวลาที่ความเข้มข้นจะลดลงครึ่งหนึ่งของค่าเริ่มต้น

ในกรณีนี้ฉันประมาณเวลาที่ความเข้มข้นจะลดลงจาก 0.1M เป็น 0.05M คุณต้องประเมินกราฟเพื่อให้ได้สิ่งนี้

สิ่งนี้จะช่วยให้ #t_ (1/2) = 6 นาที #

เราจะเห็นได้ว่า 12 นาที = 2 ครึ่งชีวิต

หลังจากครึ่งชีวิตครึ่งชีวิตความเข้มข้นคือ 0.05M

ดังนั้นหลังจาก 2 ครึ่งชีวิต # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

ดังนั้นใน 1L ไม่มีทางออก โมล XY ใช้หมดแล้ว = 0.1 - 0.025 = 0.075

ตั้งแต่ 2 โมลของรูปแบบ X จาก 1 โมล XY เลขที่ โมล X ที่เกิดขึ้น = 0.075 x 2 = 0.15

ดังนั้น # X = 0.15 "M" #

ตอบ:

ความเข้มข้นของ # X # จะเท่ากับ 0.134 ม.

คำอธิบาย:

คุณค่าที่มอบให้กับคุณคือ

เพื่อที่จะสามารถระบุได้ว่ามีความเข้มข้นของ # X # จะเป็นหลังจาก 12 ชั่วโมงคุณต้องกำหนดสองสิ่งก่อน

  • คำสั่งของปฏิกิริยา
  • อัตราคงที่

เพื่อกำหนดลำดับของปฏิกิริยาคุณต้องพล็อตกราฟสามกราฟ

  • # X_2Y # เมื่อเทียบกับเวลา ซึ่งมีลักษณะเช่นนี้

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

  • #ln (X_2Y) # เมื่อเทียบกับเวลา ซึ่งมีลักษณะเช่นนี้

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

  • # 1 / (X_2Y) # เมื่อเทียบกับเวลา ซึ่งมีลักษณะเช่นนี้

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

ทีนี้กราฟที่เหมาะกับ เส้นตรง จะเป็นตัวกำหนดปฏิกิริยาของ อัตราการสั่งซื้อ. อย่างที่คุณเห็นกราฟที่สามนั้นเหมาะสมกับลายนี้ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น การสั่งซื้อครั้งที่สอง.

กฎหมายอัตราแบบรวมสำหรับปฏิกิริยาอันดับสองมีลักษณะเช่นนี้

# 1 / (A) = 1 / (A_0) + k * t #ที่ไหน

# k # - อัตราคงที่ สำหรับปฏิกิริยาที่ได้รับ

# เสื้อ # - เวลาที่ต้องใช้ในการตั้งสมาธิ # A_0 # ไปยัง # A #.

เพื่อที่จะกำหนดค่าของ # k #คุณต้องเลือกค่าสองชุดจากตารางของคุณ

เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้นฉันจะเลือกค่าที่หนึ่งและสอง ดังนั้นความเข้มข้นของ # X_2Y # เริ่มที่ 0.100 ม และหลังจากนั้น 1 ชั่วโมง ลดลงไป 0.0856 ม. ซึ่งหมายความว่าคุณมี

# 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 ชั่วโมง" #

#k = ((11.6822 - 10.0) "M" ^ (- 1)) / ("1 ชั่วโมง") = สี (สีเขียว) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

ใช้สมการเดียวกันเพื่อกำหนดความเข้มข้นของ # X_2Y # จะเป็นหลังจาก 12 ชั่วโมง

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

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

ดังนั้น, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = สี (สีเขียว) ("0.0332 M") #

เพื่อให้ได้ความเข้มข้นสำหรับ # X #ใช้อัตราส่วนโมลที่มีอยู่ระหว่างสองชนิดในสมการทางเคมี

# X_2Y -> สี (แดง) (2) X + Y #

คุณก็รู้นี่ ทุกๆ 1 โมล ของ # X_2Y # จะผลิต #COLOR (สีแดง) (2) # ไฝ ของ # X #. สมมติว่าคุณมีสารละลายเป็นลิตร (อีกครั้งนี่เป็นเพียงเพื่อทำให้การคำนวณง่ายขึ้น) จำนวนโมลของ # X_2Y # ที่ทำปฏิกิริยา คือ

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

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

สิ่งนี้เทียบเท่า

#n_ (X_2Y) = "0.0668 โมล" #

จำนวนโมลของ # X # ผลิตจะเท่ากับ

# 0.0668cancel ("โมล" X_2Y) * (สี (แดง) (2) "โมล" X) / (1Cancel ("โมล" X_2Y)) = "0.1336 โมล" # # X #

สำหรับตัวอย่าง 1-L ของคุณนี่เทียบเท่ากับโมลาริตีของ

# X _12 = สี (สีเขียว) ("0.134 M") #