Dữ liệu dưới đây được thu thập cho phản ứng sau ở nhiệt độ nhất định: X_2Y 2X + Y (Dữ liệu được tìm thấy dưới dạng hình ảnh trong hộp trả lời). Nồng độ của X sau 12 giờ là bao nhiêu?

Câu trả lời:

# X = 0,15 "M" #

Giải trình:

Nếu bạn vẽ đồ thị thời gian tập trung, bạn sẽ có một đường cong hàm mũ như thế này:

Điều này cho thấy một phản ứng thứ tự đầu tiên. Tôi đã vẽ đồ thị trong Excel và ước tính thời gian bán hủy. Đây là thời gian để nồng độ giảm một nửa giá trị ban đầu.

Trong trường hợp này, tôi ước tính thời gian để nồng độ giảm từ 0,1M xuống 0,05M. Bạn cần ngoại suy biểu đồ để có được điều này.

Điều này mang lại #t_ (1/2) = 6 phút #

Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng 12 phút = 2 nửa đời

Sau 1 nửa đời, nồng độ là 0,05M

Vậy là sau 2 nửa cuộc đời. # XY = 0,05 / 2 = 0,025M #

Vì vậy, trong 1L dung dịch không. số mol XY đã sử dụng hết = 0,1 - 0,025 = 0,075

Vì 2 mol X tạo thành từ 1 mol XY nên không. số mol X tạo thành = 0,075 x 2 = 0,15.

Vì thế # X = 0,15 "M" #

Câu trả lời:

Nồng độ của # X # sẽ bằng 0,125 M.

Giải trình:

Các giá trị được trao cho bạn là

Để có thể xác định nồng độ của # X # sẽ là sau 12 giờ, trước tiên bạn cần xác định hai điều

• thứ tự của phản ứng
• hằng số tốc độ

Để xác định thứ tự của phản ứng, bạn cần vẽ ba biểu đồ

• # X_2Y # so với thời gian, trông như thế này

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

• #ln (X_2Y) # so với thời gian, trông như thế này

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

• # 1 / (X_2Y) # so với thời gian, trông như thế này

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

Bây giờ, biểu đồ phù hợp với một đường thẳng sẽ xác định phản ứng tỷ lệ đặt hàng. Như bạn có thể thấy, biểu đồ thứ ba phù hợp với mẫu này, điều đó có nghĩa là phản ứng sẽ đơn hàng thứ hai.

Luật tỷ lệ tích hợp cho phản ứng bậc hai trông như thế này

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

# k # - các tỷ lệ không đổi cho phản ứng đã cho.

# t # - thời gian cần thiết cho sự tập trung đi từ # A_0 # đến # A #.

Để xác định giá trị của # k #, bạn cần chọn hai bộ giá trị từ bảng của mình.

Để làm cho việc tính toán dễ dàng hơn, tôi sẽ chọn các giá trị thứ nhất và thứ hai. Vì vậy, nồng độ của # X_2Y # bắt đầu lúc 0.100 M và sau 1 giờ, Giảm xuống 0,0856 M. Điều này có nghĩa là bạn có

# 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" #

#k = ((11,6822 - 10,0) "M" ^ (- 1)) / ("1 h") = màu (xanh lá cây) ("1,68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Sử dụng cùng một phương trình để xác định nồng độ của # X_2Y # sẽ sau 12 giờ.

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

# 1 / (X_2Y _12) = "10,0 M" ^ (- 1) + "20,16 M" ^ (- 1) = "30,16 M" ^ (- 1) #

Vì thế, # X_2Y _12 = 1 / ("30,16 M" ^ (- 1)) = màu (xanh lá cây) ("0,032 M") #

Để có được sự tập trung cho # X #, sử dụng tỷ lệ mol tồn tại giữa hai loài trong phương trình hóa học

# X_2Y -> màu (đỏ) (2) X + Y #

Bạn có biết rằng mỗi 1 nốt ruồi của # X_2Y # sẽ sản xuất # màu (đỏ) (2) # nốt ruồi của # X #. Giả sử rằng bạn có một lít dung dịch (một lần nữa, đây chỉ là để làm cho việc điều trị dễ dàng hơn), số lượng nốt ruồi của # X_2Y # đã phản ứng Là

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

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

Điều này tương đương với

#n_ (X_2Y) = "0,0668 nốt ruồi" #

Số mol của # X # sản xuất sẽ bằng

# 0,0668cattery ("nốt ruồi" X_2Y) * (màu (đỏ) (2) "nốt ruồi" X) / (1celon ("mol" X_2Y)) = "0.1336 mol" # # X #

Đối với mẫu 1 L của bạn, giá trị này tương đương với số mol của

# X _12 = màu (xanh lục) ("0.134 M") #