орядку.
6. Для вивчення розкладання щавлевої кислоти в концентрованої сірчаної кислоти приготували 1/40 М розчин щавлевої кислоти в 99,5%-й сірчаної кислоти. Через певні проміжки часу з суміші відбирали проби і визначали об'єм розчину перманганату калію, необхідний для титрування 10 мл розчину. Результати експерименту наведені нижче.
t , хв
0
120
240
420
600
900
1440
V , мл
11,45
9,63
8,11
6,22
4,79
2,97
1,44
Визначте порядок реакції і її константу швидкості.
Рішення. Дану задачу зручніше вирішити методом перебору кінетичних рівнянь для реакцій різних порядків.
Припустимо, що реакція має перший порядок. Кінетичним рівнянням в цьому випадку є рівняння (3.8). Після підстановки в це рівняння експериментальних даних одержимо ряд констант швидкостей: k = 0,00144; 0,00144; 0,00145; 0,00150; 0,00140.
Збіг цих даних свідчить про правильне нашому припущенні. В результаті отримуємо висновок: ця реакція має перший порядок, а середнє значення її константи швидкості k = 0,00145 хв -1 .
Будь-яке інше наше припущення про можливе іншому порядку реакції після підстановки експериментальних даних у відповідні кінетичні рівняння (3.6), (3.10), (3.12), (3.15) не призводить до задовільного збігом констант швидкостей, розрахованих з використанням отриманих експериментальних даних.
Відповідь: Реакція першого порядку, k = 0,00145 хв -1 . p> 7. При взаємодії брому з етиловим спиртом були отримані наступні результати:
t , хв
0
4
c 1 , моль/л
0,00814
0,00610
c 2 , моль/л
0,00424
0,00314
Визначте порядок реакції за цими даними.
Рішення. Визначаємо порядок реакції за методом Вант-Гоффа (3.17). Нескінченно малі збільшення часу d t і убутку концентрацій d з при визначенні швидкості реакції замінюємо на кінцеві прирощення цих функцій. У цьому випадку можливе застосування рівняння (3.17) у вигляді n = [lg (D з 1 /D t ) - lg (D з 2 / t )]/(lg з 1 - lg з 2 ).
Підставляємо необхідні дані. Так як D з /D t = w , а швидкість реакції середня, то і концентрації з 1 і з 2 також необхідно взяти середні:
з 1 = (0,00814 + 0,00610)/2 = 0,00712;
з 2 = (0,00424 + 0,00314)/2 = 0,00369;
n = lg (0,00814-0,00610)/4 - lg (0,00424-0,00314)/4:
(lg0, 00712 - 1g0, 00369) = 0,91 В»1.
Отже, дана реакція є реакцією першого порядку.
Відповідь: Реакція першого порядку.
3.3 Задачі для самостійного рішення
1. У деякий момент часу швидкість згоряння циклогексану в надлишку кисню дорівнює 0,350 моль/(л . с). Чому рівні швидкість утворення СО 2 і швидкість витрачання кисню в цей момент?
2. У реакції другого порядку А + В В® 2D початкові концентрації речовин А і В дорівнюють один одному (по 1,5 моль/л). Швидкість реакції дорівнює 2,0 . 0 -4 моль/(л . с) при [А] = 1,0 моль/л. Розрахуйте константу швидкості і швидкість реакції при [В] == 0,2 моль/л. p> 3. Розкладання Н 2 Про 2 в спиртовому розчині - реакція першого порядку. Початкова швидкість реакції при температурі 40 про С і концентрації Н 2 Про 2 0,156 М дорівнює 1,14 . 10 -5 моль/(л . с). Розрахуйте константу швидкості.
4. Реакція першого порядку протікає на 30% за 7 хв. Через який час реакція завершиться на 99%? p> 5. Період напіврозпаду радіоактивного ізотопу 137 Cs, який потрапив в атмосферу в результаті Чорнобильської аварії, - 29,7 року. Через який час кількість цього ізотопу складе менше 1% вихідного? p> 6. Ізотоп йод-131, який застосовують для лікування деяких пухлин, має період напіврозпаду 8,1 діб. Який час має пройти, щоб кількість радіоактивного йоду в організмі хворого зменшилося в 100 разів?
7. Період напіврозпаду радіоактивного ізотоп 90 Sr, який потрапляє в атмосферу при ядерних випробуваннях...
