Los datos a continuación se recopilaron para la siguiente reacción a una cierta temperatura: X_2Y 2X + Y (los datos se encuentran en la imagen en el cuadro de respuesta). ¿Cuál es la concentración de X después de 12 horas?

Los datos a continuación se recopilaron para la siguiente reacción a una cierta temperatura: X_2Y 2X + Y (los datos se encuentran en la imagen en el cuadro de respuesta). ¿Cuál es la concentración de X después de 12 horas?
Anonim

Responder:

# X = 0.15 "M" #

Explicación:

Si trazas un gráfico de tiempo de concentración, obtienes una curva exponencial como esta:

Esto sugiere una reacción de primer orden. Trazé la gráfica en Excel y estimé la vida media. Este es el tiempo necesario para que la concentración caiga en la mitad de su valor inicial.

En este caso, calculé el tiempo necesario para que la concentración cayera de 0.1M a 0.05M. Necesitas extrapolar la gráfica para obtener esto.

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

Así que podemos ver que 12mins = 2 semividas

Después de 1 vida media la concentración es de 0.05M.

Así que después de 2 vidas medias # XY = 0.05 / 2 = 0.025M #

Así que en 1L de solución no. moles XY agotados = 0.1 - 0.025 = 0.075

Como 2 moles de X se forman a partir de 1 mol XY el no. moles X formados = 0.075 x 2 = 0.15.

Asi que # X = 0.15 "M" #

Responder:

La concentración de #X# será igual a 0.134 M.

Explicación:

Los valores dados a ti son

Para poder determinar cuál es la concentración de #X# será después 12 horas, necesitas primero determinar dos cosas

  • el orden de la reacción
  • la constante de velocidad

Para determinar el orden de la reacción, necesitas trazar tres gráficos

  • # X_2Y # versus tiempo, que se parece a esto

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

  • #ln (X_2Y) # versus tiempo, que se parece a esto

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

  • # 1 / (X_2Y) # versus tiempo, que se parece a esto

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

Ahora, la gráfica que se ajusta a una línea recta determinará la reacción tasa de orden. Como puede ver, el tercer gráfico se ajusta a este patrón, lo que significa que la reacción será segundo orden.

La ley de tarifas integradas para una reacción de segundo orden se ve así.

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

# k # - la tarifa constante Para la reacción dada.

# t # - El tiempo necesario para pasar de la concentración. # A_0 # a #UNA#.

Para determinar el valor de # k #, necesitas elegir dos conjuntos de valores de tu tabla.

Para facilitar los cálculos, elegiré los valores primero y segundo. Entonces, la concentración de # X_2Y # comienza en 0.100 M y después 1 hora, cae a 0.0856 M. Esto significa que tienes

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

Usa la misma ecuación para determinar cuál es la concentración de # X_2Y # Será después de 12 horas.

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

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

Por lo tanto, # X_2Y _12 = 1 / ("30.16 M" ^ (- 1)) = color (verde) ("0.0332 M") #

Para obtener la concentración de #X#, use la relación molar que existe entre las dos especies en la ecuación química

# X_2Y -> color (rojo) (2) X + Y #

Tú lo sabes cada 1 mol de # X_2Y # Producirá #color (rojo) (2) # lunares de #X#. Suponiendo que tiene un litro de solución (de nuevo, esto es solo para facilitar los cálculos), el número de moles de # X_2Y # que reaccionó es

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

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

Esto es equivalente a

#n_ (X_2Y) = "0.0668 moles" #

El número de moles de #X# producido será igual a

# 0.0668cancelar ("moles" X_2Y) * (color (rojo) (2) "moles" X) / (1cancelar ("mole" X_2Y)) = "0.1336 moles" # #X#

Para su muestra 1-L, esto es equivalente a una molaridad de

# X _12 = color (verde) ("0.134 M") #