PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ
(zadania do wykładu prof. T. Lutego)
LISTA nr 8 (2009/2010 w)
Zapoznać się z treścią rozdziału 9.1.1 oraz z rozwiązaniami przykładów 9.2.1, 9.2.3 – 9.2.6 z
„Obliczeń fizykochemicznych” J. Demichowicz–Pigoniowej (Oficyna Wydawnicza PWr., 2003).
1. Określić zależność stężenia reagentów od czasu dla reakcji zerowego, pierwszego i drugiego
rzędu.
2. Stała szybkości pewnej reakcji drugiego rzędu o schemacie 3A = 2B wynosi
5·10–4 s–1mol–1dm3. Po jakim czasie stężenie produktów zrówna się ze stężeniem substratów, jeśli
na początku reakcji c0,A = 0,2 mol/dm3?
Odp.: 5000 s
3. Przygotowano roztwór, który w chwili t = 0 w litrze zawierał 20 milimoli octanu etylu oraz 20
milimoli NaOH. Po 25 minutach w 294 K na 100 cm3 pobranej próbki zużyto 4,23 cm3 125
milimolowego roztworu HCl. Obliczyć a) stałą szybkości reakcji zmydlania octanu etylu zasadą w
294 K, b) zużycie kwasu na 100 cm3 próbki po 45 minutach.
Odp.: a) 9,28·10–2 dm3mol–1s–1; b) 2,66 cm3
4. W podwyższonej temperaturze nadtlenek di–t–butylu ulega rozkładowi wg równania:
(CH3)3COOC(CH3)3 → 2CH3COCH3 + C2H6.
W naczyniu zamknięto pewną ilość nadtlenku di–t–butylu i szybko ogrzano do 420 K. Kinetykę
reakcji w tej temperaturze badano mierząc zmiany ciśnienia w układzie. Ciśnienie początkowe
wynosiło 2,39·104 Pa, zaś po 46 min wzrosło do 3,96·104 Pa. Przyjmując, że termiczny rozkład
nadtlenku di–t–butylu jest nieodwracalną reakcją pierwszego rzędu, wyznaczyć jej stałą szybkości
w 420 K.
Odp.: 1,443·10–4 s–1
5. Badając reakcję rozkładu 2NO2 = 2NO + O2 w fazie gazowej w temperaturze 500 K mierzono
ciśnienie w aparaturze wypełnionej początkowo czystym NO2 pod ciśnieniem p0. Po czasie t
znaleziono następujące wartości ciśnienia p1:
5,00
3,00
p0·10–4 [Pa] 7,00
t [s]
1830
2560
4280
–4
p1·10 [Pa] 8,75
6,25
3,75
Posługując się metodą połowicznej przemiany określić rzędowość reakcji oraz obliczyć wartość
stałej szybkości.
Odp.: reakcja drugiego rzędu, 1,62·10–2 [dm3/mol·s]
6. Roztwór estru etylowego o stężeniu początkowym 0,01 M ulega zmydlaniu w 10% w ciągu 23
minut pod wpływem KOH o stężeniu początkowym 0,002 M. Ile czasu potrzeba na zmydlenie estru
w tym samym stopniu, lecz używając KOH o stężeniu 0,004 M?
Odp.: 570 s
7. Badano w 533 K kinetykę rozkładu termicznego 2CO = CO2 + C. W jednym doświadczeniu
ciśnienie w ciągu 30 minut od rozpoczęcia reakcji zmalało od 104,9 kPa do 94,4 kPa, w drugim zaś,
w tym samym czasie zmalało od 71,4 kPa do 64,2 kPa. Wykazać, którego rzędu jest to reakcja i
policzyć jej stałą szybkości i czas połowicznego przereagowania.
Odp.: 6,2·10–5 s–1, 5590 s
8. W 900 K fosfowodór rozkłada się w reakcji pierwszego rzędu PH3 (g) = 1/4P4 (g) + 3/2H2. Do
reaktora zawierającego gaz obojętny wprowadzono pewną ilość PH3 i przeprowadzono pomiary
zależności ciśnienia całkowitego od czasu przebiegu reakcji. Wyniki zebrano w tabeli.
t [s]
0
600
1200
2400
3600
∞
p·10–4 [Pa]
3,50
3,73
3,89
4,06
4,14
4,20
Przyjmując, że reakcja przebiega do końca obliczyć ciśnienie początkowe
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)