Ang data sa ibaba ay nakolekta para sa mga sumusunod na reaksyon sa isang tiyak na temperatura: X_2Y 2X + Y (Data na natagpuan bilang larawan sa kahon ng sagot). Ano ang konsentrasyon ng X pagkatapos ng 12 oras?

Ang data sa ibaba ay nakolekta para sa mga sumusunod na reaksyon sa isang tiyak na temperatura: X_2Y 2X + Y (Data na natagpuan bilang larawan sa kahon ng sagot). Ano ang konsentrasyon ng X pagkatapos ng 12 oras?
Anonim

Sagot:

# X = 0.15 "M" #

Paliwanag:

Kung magplano ka ng isang konsentrasyon ng oras graph makakakuha ka ng isang pagpaparami curve tulad nito:

Iminumungkahi nito ang unang reaksyon ng order. Plotted ko ang graph sa Excel at tinatantya ang half-life. Ito ang oras na kinuha para sa konsentrasyon na mahulog sa pamamagitan ng isang kalahati ng unang halaga nito.

Sa kasong ito ay tinantya ko ang oras na kinuha para sa konsentrasyon na mahulog mula sa 0.1M hanggang 0.05M. Kailangan mong i-extrapolate ang graph upang makuha ito.

Nagbibigay ito #t_ (1/2) = 6min #

Kaya maaari naming makita na 12mins = 2 kalahati-buhay

Pagkatapos ng kalahating buhay, ang konsentrasyon ay 0.05M

Kaya pagkatapos ng 2 half-lifes # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

Kaya sa 1L ng solusyon no. Ang mga moles XY ginamit up = 0.1 - 0.025 = 0.075

Dahil ang 2 moles ng X form mula sa 1 taling XY ang no. moles X nabuo = 0.075 x 2 = 0.15.

Kaya # X = 0.15 "M" #

Sagot:

Ang konsentrasyon ng # X # ay katumbas ng 0.134 M.

Paliwanag:

Ang mga halagang ibinigay sa iyo ay

Upang matukoy kung ano ang konsentrasyon ng # X # ay magiging pagkatapos 12 oras, kailangan mo munang malaman ang dalawang bagay

  • ang pagkakasunud-sunod ng reaksyon
  • ang rate na pare-pareho

Upang matukoy ang pagkakasunod-sunod ng reaksyon, kailangan mong i-plot ang tatlong mga graph

  • # X_2Y # kumpara sa oras, na mukhang ganito

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

  • #ln (X_2Y) # kumpara sa oras, na mukhang ganito

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

  • # 1 / (X_2Y) # kumpara sa oras, na mukhang ganito

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

Ngayon, ang graph na akma sa isang tuwid na linya matutukoy ang reaksyon rate ng order. Tulad ng iyong nakikita, naaangkop sa ikatlong graph ang patter na ito, na nangangahulugang ang reaksyon ay magiging pangalawang utos.

Ang pinagsama-samang rate ng batas para sa isang ikalawang-order na reaksyon ay ganito ang hitsura

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

# k # - ang palagiang rate para sa ibinigay na reaksyon.

# t # - ang oras na kinakailangan para sa konsentrasyon upang pumunta mula sa # A_0 # sa # A #.

Upang matukoy ang halaga ng # k #, kailangan mong pumili ng dalawang hanay ng mga halaga mula sa iyong talahanayan.

Upang gawing mas madali ang mga kalkulasyon, kukunin ko ang mga una at pangalawang halaga. Kaya, ang konsentrasyon ng # X_2Y # nagsisimula sa 0.100 M at pagkatapos 1 oras, bumaba sa 0.0856 M. Nangangahulugan ito na mayroon ka

# 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" #

# - = ((11.6822 - 10.0) "M" ^ (- 1)) / ("1 h") = kulay (berde) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1)

Gamitin ang parehong equation upang matukoy kung ano ang konsentrasyon ng # X_2Y # ay pagkatapos ng 12 oras.

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

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

Samakatuwid, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = kulay (berde) ("0.0332 M") #

Upang makuha ang konsentrasyon para sa # X #, gamitin ang ratio ng taling na umiiral sa pagitan ng dalawang species sa kemikal na equation

# X_2Y -> kulay (pula) (2) X + Y #

Alam mo iyon bawat 1 taling ng # X_2Y # ay magbubunga #color (pula) (2) # moles ng # X #. Sa pag-aakala na mayroon kang isang litro ng solusyon (muli, ito ay para lamang gawin ang kalkulasyon ng mas madali), ang bilang ng mga moles ng # X_2Y # na tumutugon ay

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

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

Katumbas ito

#n_ (X_2Y) = "0.0668 moles" #

Ang bilang ng mga moles ng # X # ang ginawa ay katumbas ng

# 0.0668cancel ("moles" X_2Y) * (kulay (pula) (2) "moles" X) / (1cancel ("nunal" X_2Y)) = "0.1336 moles" # X #

Para sa iyong 1-L sample, ito ay katumbas ng isang molarity ng

# X _12 = kulay (berde) ("0.134 M") #