4.1.11 4.1.6 Химическая кинетика

Химия Физическая химия
1

Здравствуйте! Можете объяснить как это решается?

  1. Элементарная реакция между веществами
    X и Y описывается уравнением X + Y→ Z. Начальные концен-
    трации веществ X и Y составляли 0,2 и 0,6 моль/л соответственно, константа скорости при 25 ◦C равна 0,9 л/(моль·мин).
    Найдите начальную скорость реакции и определите, чему будут равны концентрации реагентов, когда скорость реакции
    уменьшится в 10 раз по сравнению с начальной. (Здесь я смогла найти только начальную скорость реакции)
  2. Периоды полураспада двух изотопов равны соответствен-
    но 10 часов и 12 часов. В исходном образце первого изотопа
    в 2 раза больше, чем второго. Через какое время второго изо-
    топа станет в 2 раза больше, чем первого?
1 лайк
2

Раз уж ты нашла начальную скорость реакции, то дальше всё проще) Начальная скорость реакции равна v = 0.9×0.2×0.6 = 0.108 моль/л×c, а задача просит нас определить концентрации веществ X и Y, когда скорость реакции составит 0.0108 моль/л×с. Здесь важно понимать, что скорости расходования реагентов Х и Y равны, поскольку -\frac{d[X]}{dt}=-\frac{d[Y]}{dt}=k[X][Y]. Таким образом, если прореагирует а моль/л в-ва Х, то столько же прореагирует в-ва Y. Другими словами, [X] = 0.2-a моль/л ; [Y] = 0.6-a моль/л. Всё что остается сделать, так это подставить в кинетическое уравнение :

0.0108 = 0.9*(0.2-a)*(0.6-a)

Отсюда а = 0.172 моль/л. Теперь, ты можешь найти концентрации в-в X и Y

8 лайков
3

Отвечу на второй вопрос )

Обозначим кол-во двух изотопов как N(1) и N(2) . Из условия мы знаем, что:

\frac{N_0(1)}{N_0(2)} = 2
\frac{N(1)}{N(2)} = 0.5

Также, из закона ядерного распада мы знаем, что:

N(1) = N_0(1) e^{-k_1t}
N(2) = N_0(2) e^{-k_2t}

Поделим одно уравнение на другое и подставим значения из условия:

\frac{N(1)}{N(2)} = \frac{N_0(1)}{N_0(2)}e^{k_2t-k_1t}
0.5 = 2 \cdot e^{(k_2-k_1)t}

Выразим из этого уравнения время и получим:

e{(k_2-k_1)t} = 0.25
t = \frac{ln(0.25)}{k_2-k_1}

Осталось лишь вырзаить константы через периоды полураспада изотопов по формуле k=\frac{ln(2)}{t_{1/2}} и получить ответ:

t = \frac{ln(0.25)}{ln(2)/12ч - ln(2)/10ч}
t = 120ч
8 лайков
4

Спасибо большое!

2 лайка
5

Спасибо!!

2 лайка
6

я решил это так:

  1. Взял вещества как A и B; и получается 2[A] = [B] через какое то время t;
  2. Подставил под кинетические уравнения первого порядка:

2[A]=[B]_0 * e^{-kt}
2[A] = 2 * [A]_0 * e^{-kt}

[B]_0 * e^{-kt} = 2 * [A]_0 * e^{-kt} прировнял уравнения, нашел константы через периоды полураспада.
3. Так как сказано что первое вещество было в 2 раза больше чем второе вещество в исходном состоянии то взял [A] как 20 грамм а [B] взял как 10 грамм. Ответ вышел с погрешностью в 5 часов t= 115 часов. Подходит ли это решение тоже?

2 лайка