PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ
(zadania do wykładu prof. T. Lutego)
LISTA nr 9 (2009/2010 w)
Zapoznać się z treścią rozdziału 9.1.2 oraz z rozwiązaniami przykładów 9.3.1 – 9.3.3 z „Obliczeń
fizykochemicznych” J. Demichowicz–Pigoniowej (Oficyna Wydawnicza PWr., 2003).
1. Dla reakcji przeciwbieżnej pierwszego rzędu wyprowadzić zależność stężenia produktów od
czasu. W jaki sposób stała równowagi zależy od stałych szybkości?
2. Dla reakcji przeciwbieżnej pierwszego rzędu:
k1
→
propen ← cyklopropan
k2
stałe szybkości k1 i k2 wynoszą odpowiednio 6·10–3 i 2·10–3 s–1. Obliczyć po jakim czasie od chwili
rozpoczęcia reakcji stężenia obydwu izomerów będą identyczne, jeżeli:
a) do doświadczenia użyto czystego propenu,
b) w momencie zainicjowania reakcji stężenia początkowe reagentów wynosiły
c0,propen = 0,8 M i c0, cyklopropan = 0,2 M.
Odp.: a) 137 s, b) 99 s
3. W reakcji równoległej A rozpada się na 2B (stała szybkości k1) i C (stała szybkości k2) w
reakcjach I–go rzędu. W reaktorze umieszczono czysty substrat A, którego stężenie w momencie
zainicjowania reakcji wynosiło 0,037 M. Po upływie 1000 s stężenie substratu wynosiło 0,022 M,
zaś stężenie B było równe 0,021 M. Oblicz stężenia wszystkich reagentów po upływie kolejnych
500 s.
Odp.: [A] = 0,017, [B] = 0,028, [C] = 0,006 M
4. Substancja A reaguje dając w dwóch reakcjach równoległych pierwszego rzędu o stałych
szybkości k1 i k2 dwa produkty B i C. Stężenie substratu zmniejsza się o połowę w ciągu
410 sekund. W mieszaninie produktów, produkt B stanowi 35%. Obliczyć stałe szybkości k1 i k2.
Odp.: 5,9·10–4 s–1, 1,1·10–3 s–1
5. Obliczyć czas, w ciągu którego stężenie produktu przejściowego w pierwszorzędowej reakcji
następczej przebiegającej w stałej objętości osiąga maksimum, jeżeli stałe szybkości wynoszą:
a) k1 = 0,01 s-1, k2 = 0,001 s-1;
b) k1 = 0,01 s-1, k2 = 0,01 s-1.
Odp.: a) 256 s; b) 100 s
234
90
6. Okresy połowicznego rozpadu izotopów
234
90
234
91
Th i
234
91
Pa + β
Th =
Pa =
234
91
234
92
U+β
Pa wynoszą:
τ = 578,4 h
τ = 6,75 h
Jeśli początkowo dysponowano dwoma tysiącami atomów
234
90
Th , jaka ilość atomów
234
92
U powstanie po 24 godzinach?
Odp.: 36
7. Reakcja A → P zachodzi w rzeczywistości przez stadia pośrednie zgodnie ze schematem:
k1
k3
k4
→
A ← B C P .
→
→
k2
Stałe
szybkości
poszczególnych
procesów
wynoszą:
k1 = 0,002 s–1, k2 = 0,03 s–1, k3 = 0,4 s–1, k4 = 0,9 s–1. Stosując przybliżenie stanu stacjonarnego
oszacuj stężenia wszystkich reagentów po upływie 1000 s od chwili zainicjowania reakcji,
przyjmując a = 1 M.
Odp.: [A] = 0,1557, [B] = 7,24·10-4, [C] = 3,22·10-4, [P] = 0,8433 mol/dm3
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)