Задача на кинетику



Помогите пожалуйста решить задачу.

Ты осознанно решаешь старую версию теормата? Вот если что свежая версия https://cdn.bc-pf.org/resources/chemistry/phys_chem/Eremin_teor_mat_himiya.pdf

1 симпатия

Спасибо

1 симпатия

Preparatory porblems. Стр. 103

2 симпатии

Сначала замечу, что в теормат эта задача была перенесена с одной маленькой ошибкой. В оригинале схема такая:

\ce{B <=>[\textit{k}_{-1}][\textit{k}_1] A <=>[\textit{k}_2][\textit{k}_{-2}] C}

Пока не совсем понятно, что делать, но можно написать выражения для производных концентраций веществ B и C по времени.

\begin{gathered} \frac{\text{d}[\ce{B}]}{\text{d}t} = k_{1} [\ce{A}] - k_{-1} [\ce{B}] \\ \frac{\text{d}[\ce{C}]}{\text{d}t} = k_{2} [\ce{A}] - k_{-2} [\ce{C}] \end{gathered}

Поскольку просят соотношение [\ce{B}]/[\ce{C}], можно попробовать первое уравнение поделить на второе.

\frac{ \text{d}[\ce{B}] }{ \text{d}[\ce{C}] } = \frac{ k_{1} [\ce{A}] - k_{-1} [\ce{B}] }{ k_{2} [\ce{A}] - k_{-2} [\ce{C}] }

И на этом моменте можно обратить внимание на величины констант — k_1 \gg k_{-1}, k_2 \gg k_{-2}. При этом прошло всего 4 минуты с начала реакции, поэтому концентрации B и C не будут особо большими, по сравнению с концентрацией вещества A, что позволяет нам упростить последнее выражение следующим образом:

\frac{ \text{d}[\ce{B}] }{ \text{d}[\ce{C}] } = \frac{ k_{1} [\ce{A}] - k_{-1} [\ce{B}] }{ k_{2} [\ce{A}] - k_{-2} [\ce{C}] } \approx \frac{ k_1 [\ce{A}] }{ k_2 [\ce{A}] } = \frac{k_1}{k_2}

А поскольку начальные концентрации веществ B и C равны нулю, можно проинтегрировать выражение:

\begin{gathered} \int\limits_{0}^{[\ce{B}]_1} \text{d} [\ce{B}] = \frac{k_1}{k_2} \int\limits_{0}^{[\ce{C}]_1} \text{d} [\ce{C}] \\ [\ce{B}]_1 = \frac{k_1}{k_2} [\ce{C}]_1 \\ \frac{ [\ce{B}]_1 }{ [\ce{C}]_1 } = \frac{k_1}{k_2} = 10 \end{gathered}

В этом пункте “4 минуты” дано просто как слова “реакция только началась”.

4 симпатии