PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ
(zadania do wykładu prof. T. Lutego)
LISTA nr 10 (2009/2010 w)
Zapoznać się z treścią rozdziału 9.1.3 oraz z rozwiązaniami przykładów 9.4.1 – 9.4.5 z „Obliczeń
fizykochemicznych” J. Demichowicz–Pigoniowej (Oficyna Wydawnicza PWr., 2003).
1. Dwufosgen ulega w wyższych temperaturach rozpadowi na dwie cząsteczki fosgenu. Pewną ilość
dwufosgenu
wprowadzono
do
naczynia
o
temperaturze
200°C.
Po
upływie
10 min ciśnienie wynosiło 27 kPa, a po bardzo długim czasie, kiedy można było uznać, że reakcja
przebiegła do końca, ciśnienie było równe 40 kPa. Eksperyment powtórzono w 300°C i otrzymano
odpowiednio następujące wartości 100 s, 28 kPa i 35,5 kPa. Obliczyć energię aktywacji rozpadu
dwufosgenu.
Odp.: 56 kJ/mol
2. Reakcja rozkładu kwasu acetonodwukarbonowego CO(CH2COOH)2 = CO(CH3)2 + 2CO2 jest
reakcją pierwszego rzędu. Okres połowicznej przemiany w T1 = 273,2 K wynosi τ1 = 28180 min, a
w T2 = 313,2 K τ2 = 120 min. Obliczyć czas, w ciągu którego reakcja zajdzie w 70% w T = 323,2 K.
Odp.: 65,8 min
3. Badano reakcję rozpadu termicznego etanu na eten i wodór, mierząc czas połowicznego
przereagowania w zależności od ciśnienia początkowego i temperatury. Otrzymano następujące
wyniki:
T [K]
900
900
950
1000
1050
1100
0,15
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
p/p
491,1
490,2
51,1
6,8
1,1
0,2
τ1/2 [s]
Obliczyć rząd reakcji, graficznie wyznaczyć jej energię aktywacji i obliczyć entropię aktywacji
reakcji w 1000 K.
Odp.: reakcja pierwszego rzędu, 320,1 kJ/mol, 37,9 J/mol·K
○
4. Przemiana rodanku amonu w tiomocznik jest reakcją przeciwbieżną pierwszego rodzaju. W
temperaturze 100°C przereagowało po 20 min 6,9% rodanku, natomiast w 150°C przereagowało
11,3%. Równowaga ustaliła się gdy przereagowało 21,2% i 11,9% rodanku odpowiednio dla 100°C
i 150°C. Obliczyć energie aktywacji dla reakcji przebiegających w obie strony.
Odp.: 38,03 kJ/mol, 56,1 kJ/mol
5. Kwas octowy w wysokich temperaturach rozkłada się na keton i wodę. W reakcji równoległej
powstają również metan i dwutlenek węgla. W temperaturze 1189 K stałe szybkości tych reakcji
wynoszą 4,65 s–1 oraz 3,76 s–1. Obliczyć w jakiej temperaturze stosunek wydajności obu reakcji
wynosi 1,5.
Odp.: 623 K
6. W badaniach dwucząsteczkowych reakcji w roztworach wodnych wyznaczono w temperaturze
25°C następującą zależność stałej szybkości reakcji drugiego rządu od siły jonowej roztworu
I·104 [M]
25
37
45
65
85
3
–1 –1
k [dm mol s ] 1,05 1,12 1,16 1,21 1,30
a) Wykazać, że otrzymane dane są zgodne z zależnością Brönsteda–Bjerruma i obliczyć stałą
szybkości dla przypadku, gdy współczynniki aktywności są równe jedności. b) Skądinąd wiadomo,
że w etapie limitującym szybkość pojawia się pojedynczo naładowany kation. Jaki jest ładunek
drugiego jonu?
Odp.: a) 0,831 dm3mol–1s–1, b) +2
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)