Dataene nedenfor ble samlet for følgende reaksjon ved en bestemt temperatur: X_2Y 2X + Y (Data funnet som bilde i svarboksen). Hva er konsentrasjonen av X etter 12 timer?

Dataene nedenfor ble samlet for følgende reaksjon ved en bestemt temperatur: X_2Y 2X + Y (Data funnet som bilde i svarboksen). Hva er konsentrasjonen av X etter 12 timer?
Anonim

Svar:

# X = 0,15 "M" #

Forklaring:

Hvis du plotter en konsentrasjonstidsgraf får du en eksponentiell kurve som dette:

Dette antyder en første ordre reaksjon. Jeg plottet grafen i Excel og anslått halveringstid. Dette er tiden for konsentrasjonen å falle med halvparten av den opprinnelige verdien.

I dette tilfellet estimerte jeg tiden for konsentrasjonen å falle fra 0,1 M til 0,05 M. Du må ekstrapolere grafen for å få dette.

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

Så vi kan se at 12mins = 2 halvlifter

Etter 1 halveringstid er konsentrasjonen 0,05 M

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

Så i 1 liter løsning nr. mol XY brukt opp = 0,1 - 0,025 = 0,075

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

# X = 0,15 "M" #

Svar:

Konsentrasjonen av # X # vil være lik 0,134 M.

Forklaring:

Verdiene gitt til deg er

For å kunne bestemme hva konsentrasjonen av # X # vil være etter 12 timer, du må først bestemme to ting

  • rekkefølgen av reaksjonen
  • hastighetskonstanten

For å bestemme rekkefølgen av reaksjonen må du plotte tre grafer

  • # X_2Y # mot tiden, som ser slik ut

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

  • #ln (X_2Y) # mot tiden, som ser slik ut

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

  • # 1 / (X_2Y) # mot tiden, som ser slik ut

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

Nå er grafen som passer til en rett linje vil bestemme reaksjonens rate rekkefølge. Som du kan se, passer den tredje grafen til denne patter, noe som betyr at reaksjonen vil være andre bestilling.

Den integrerte satsloven for en andreordreaksjon ser slik ut

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

# K # - den rate konstant for den gitte reaksjonen.

# T # - tiden som trengs for konsentrasjonen å gå fra # A_0 # til #EN#.

For å bestemme verdien av # K #, du må velge to sett med verdier fra bordet ditt.

For å gjøre beregningene enklere, velger jeg de første og andre verdiene. Så konsentrasjonen av # X_2Y # starter på 0.100 M og etter 1 time, faller til 0,0856 M. Dette betyr 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, 2) (1, 1, 2)

Bruk samme ligning for å bestemme hva konsentrasjonen av # X_2Y # vil være etter 12 timer.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0.100 M") + 1,68 "M" ^ (- 1) avbryt ("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)) = farge (grønn) ("0,0332 M") #

For å få konsentrasjonen fo # X #, bruk molforholdet som eksisterer mellom de to artene i kjemisk ligning

# X_2Y -> farge (rød) (2) X + Y #

Du vet det hver 1 mol av # X_2Y # vil produsere #COLOR (red) (2) # mol av # X #. Forutsatt at du har en liter løsning (igjen, dette er bare for å gjøre beregningene enklere), antall mol # X_2Y # som reagerte er

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

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

Dette tilsvarer

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

Antall mol # X # produsert vil være lik

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

For din 1-L-prøve svarer dette til en molaritet av

# X _12 = farge (grønn) ("0.134 M") #