I dati seguenti sono stati raccolti per la seguente reazione ad una certa temperatura: X_2Y 2X + Y (dati trovati come immagine nella casella di risposta). Qual è la concentrazione di X dopo 12 ore?

I dati seguenti sono stati raccolti per la seguente reazione ad una certa temperatura: X_2Y 2X + Y (dati trovati come immagine nella casella di risposta). Qual è la concentrazione di X dopo 12 ore?
Anonim

Risposta:

# X = 0.15 "M" #

Spiegazione:

Se si traccia un grafico del tempo di concentrazione si ottiene una curva esponenziale come questa:

Questo suggerisce una reazione di primo ordine. Ho tracciato il grafico in Excel e ho stimato l'emivita. Questo è il tempo necessario affinché la concentrazione diminuisca della metà del suo valore iniziale.

In questo caso ho stimato il tempo necessario affinché la concentrazione scendesse da 0,1 M a 0,05 M. È necessario estrapolare il grafico per ottenere questo.

Questo da #t_ (1/2) = 6min #

Quindi possiamo vedere che 12 minuti = 2 mezzi-vita

Dopo 1 metà tempo la concentrazione è 0.05M

Quindi dopo 2 mezze vite # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

Quindi in 1 L della soluzione n. moli XY consumate = 0,1 - 0,025 = 0,075

Poiché 2 moli di X formano da 1 mole XY il n. mole X formate = 0,075 x 2 = 0,15.

Così # X = 0.15 "M" #

Risposta:

La concentrazione di #X# sarà uguale a 0,134 M.

Spiegazione:

I valori dati a te sono

Al fine di essere in grado di determinare quale sia la concentrazione di #X# sarà dopo 12 ore, devi prima determinare due cose

  • l'ordine della reazione
  • la costante di velocità

Per determinare l'ordine della reazione, è necessario tracciare tre grafici

  • # X_2Y # contro il tempo, che assomiglia a questo

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

  • #ln (X_2Y) # contro il tempo, che assomiglia a questo

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

  • # 1 / (X_2Y) # contro il tempo, che assomiglia a questo

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

Ora, il grafico che si adatta a retta determinerà la reazione tasso di ordine. Come puoi vedere, il terzo grafico si adatta a questo patter, il che significa che la reazione sarà secondo ordine.

La legge della tariffa integrata per una reazione di secondo ordine appare così

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

#K# - il tasso costante per la reazione data.

# T # - il tempo necessario per la concentrazione da cui partire # A_0 # a #UN#.

Al fine di determinare il valore di #K#, devi scegliere due serie di valori dalla tua tabella.

Per semplificare i calcoli, sceglierò il primo e il secondo valore. Quindi, la concentrazione di # # X_2Y inizia a 0,100 m e dopo 1 ora, scende a 0,0856 M. Questo significa che tu hai

# 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") = colore (verde) ("1.68 M" ^ (- 1) "h" ^ (- 1) #

Usa la stessa equazione per determinare quale sia la concentrazione di # # X_2Y sarà dopo 12 ore.

# 1 / (X_2Y _12) = 1 / ("0,100 M") + 1,68 "M" ^ (- 1) annulla ("h" ^ (- 1)) * (12 - 0) annulla ("h") #

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

Perciò, # X_2Y _12 = 1 / ("30,16 M" ^ (- 1)) = colore (verde) ("0,0332 M") #

Per ottenere la concentrazione per #X#, usa il rapporto molare che esiste tra le due specie nell'equazione chimica

# X_2Y -> colore (rosso) (2) X + Y #

Lo sai ogni 1 mole di # # X_2Y produrrà #color (rosso) (2) # talpe di #X#. Supponendo che tu abbia un litro di soluzione (di nuovo, questo è solo per rendere più facili i calcoli), il numero di moli di # # X_2Y quello ha reagito è

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

# X_2Y = 0,100 - 0,0332 = "0,0668 M" #

Questo è equivalente a

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

Il numero di moli di #X# prodotto sarà uguale a

# 0.0668cancel ("talpe" X_2Y) * (colore (rosso) (2) "talpe" X) / (1cancello ("talpa" X_2Y)) = "0,1336 moli" # #X#

Per il tuo campione da 1-L, questo è equivalente a una molarità di

# X _12 = colore (verde) ("0,134 M") #