Dla studentów I Roku Farmacji

Zadania dotycz

ą

ce kinetyki reakcji chemicznych

1. Cz

ą

steczka A reaguje jednostopniowo z dwoma cz

ą

steczkami B tworz

ą

c zwi

ą

zek AB

2

. Napisz

równanie kinetyczne tej reakcji. Oblicz warto

ść

stałej szybko

ś

ci reakcji je

ż

eli pocz

ą

tkowa

szybko

ść

reakcji powstawania AB

2

wynosi 2.10

-5

mol/l • s

-1

, a pocz

ą

tkowe st

ęż

enia [A] i [B]

wynosz

ą

0,3 mol/l.

2. Reakcja rozkładu substancji A przebiega wg równania: A

→

B + C z szybko

ś

ci

ą

ν

= k • [A].

St

ęż

enie pocz

ą

tkowe substancji [A] wynosiło 0,5 mol/l, a stała szybko

ś

ci reakcji k = 0,4 s

-1

.

Oblicz szybko

ść

reakcji (

ν

): w momencie jej rozpocz

ę

cia po upływie pewnego czasu, gdy

st

ęż

enie substancji [A] zmniejszyło si

ę

o 0,2 mol/l

3. Jak zmieni

ą

si

ę

szybko

ś

ci przebiegaj

ą

cej w obu kierunkach reakcji:

2 NO(g) + 0

2

(g)

2N0

2

(g) po dwukrotnym zwi

ę

kszeniu st

ęż

e

ń

substancji reaguj

ą

cych?

4. Jak zmieni si

ę

szybko

ść

reakcji syntezy amoniaku

N

2

(g) + 3 H

2

(g)

2 NH

3

(g), je

ż

eli ci

ś

nienie N

2

i H

2

wzro

ś

nie dwukrotnie?

5. Reakcja rozkładu tlenku w

ę

gla przebiega wg równania:

2 CO (g)

C (s) + CO

2

(g). W układzie zamkni

ę

tym w okre

ś

lonych warunkach ci

ś

nienia i

temperatury ustala si

ę

stan równowagi przy nast

ę

puj

ą

cych st

ęż

eniach reagentów:

[CO] = 2 mo/I, [CO

2

] = 3 mol/l. Obliczy

ć

warto

ść

stałej równowagi K.

6. W stanie równowagi w temp. 425°C dla reakcji H

2

(g) + 1

2

(g) l

2

2 HI (g) st

ęż

enia

reagentów s

ą

nast

ę

puj

ą

ce: [H

2

] = 1,83 mol/l, [l

2

] = 3,13 mol/l, [HI] = 17,67 mol/l.

a) Oblicz stał

ą

równowagi K

Zadania uzupełniaj

ą

ce

1. Obliczy

ć

st

ęż

enie jonów wodorowych i pH w 0,1 mol/l roztworach wodnych CH

3

COONH

4

i NH

4

CN. Podaj i uzasadnij odczyn w roztworach tych soli.

(K

CH3COOH

= 1,8 • 10

-5

, K

NH3

= 1,8 • 10

-5

, K

HCN

= 7,2 • 10

-10

)

2. Napisz dwa etapy reakcji protolitycznych jonu siarczanowego(IV) w 0,25 molowym roztworze

wodnym siarczanu(IV) sodu. Oblicz dla obu etapów reakcji stał

ą

i stopie

ń

hydrolizy

(K

1

= 1,58 • 10

-2

, K

2

= 6,31 • 10

-8

). Stopie

ń

hydrolizy oblicz w procentach porównaj otrzymany

wynik w obu etapach reakcji.

3. Obliczy

ć

st

ęż

enie jonów wodorowych i pH w roztworze buforowym zawieraj

ą

cym w 200 ml

0,04 g kwasu octowego i 0,04 g octanu potasu.

4. Ile gramów octanu sodu nale

ż

y doda

ć

do 1 mi 0,1 mol/l roztworu kwasu octowego aby

otrzyma

ć

roztwór buforowy o pH = 5,00. Stała dysocjacji kwasu octowego K = 1,75 • 10

-5

.

Zało

ż

y

ć

całkowit

ą

dysocjacj

ę

octanu sodu.

5. Obliczy

ć

st

ęż

enie jonów wodorowych i pH w 0,01 mol/l roztworze HCOOH oraz po dodaniu

0,02 mola HCOONa (K

HA

= 1,8 • 10

-4

). Obj

ę

to

ść

roztworu wynosi 1 litr.

a) Oblicz w stanie równowagi st

ęż

enie jodu, je

ś

li st

ęż

enia wodoru i jodowodoru wynosz

ą

odpowiednio: [H

2

] = 0,4 • 10-

3

mol/l, [HI] = 3,53 • 10

-3

mol/l

b) Oblicz w stanie równowagi st

ęż

enie jodowodoru je

ś

li st

ęż

enia wodoru i jodu wynosz

ą

:

[H

2

] = 2,24 • 10

-3

mol/l, [b] = 2,23 • 10

-3

mol/l

6. W

stanie

równowagi

układu:

N

2

(g)

+

3

H

2

(g)

2

NH

3

(g)

st

ęż

enia wynosiły [N

2

] = 3 mol/l, [H

2

] = 9 mol/l, [NH

3

] = 4 mol/l. Oblicz st

ęż

enia pocz

ą

tkowe:

azotu i wodoru.

7. Podana jest reakcja: C (s) + O

2

(g)

CO

2

(g). Oblicz stał

ą

równowagi K je

ż

eli st

ęż

enia

substancji w stanie równowagi wynosz

ą

[O

2

] = 0,02 mol/l, [CO

2

] = 0,04 mol/l. Jak zmieni si

ę

st

ęż

enie ditlenku w

ę

gla w stanie równowagi je

ż

eli st

ęż

enie tlenu:

a) dwukrotnie wzro

ś

nie

b) dwukrotnie zmaleje?

8. W pewnym momencie zachodzenia reakcji: A + 2 B

→

C st

ęż

enia wynosiły:

[A] = 2 mol/l, [B] = 4 mol/l. Ile razy zmaleje szybko

ść

reakcji okre

ś

lona równaniem:

ν

= k • [A] [B]

2

do momentu, w którym st

ęż

enie [A] zmniejszy si

ę

do 0,5 mol/l?

9. W zamkni

ę

tym naczyniu umieszczono 2 mol/l CO

2

i 8 mol/l H

2

. Po ogrzaniu do temperatury

ok. 800°C ustaliła si

ę

równowaga:

a) CO

2

(g)+ H

2

(g)

CO (g) + H

2

O (g) (K = 1). Oblicz st

ęż

enie ka

ż

dego gazu w stanie

równowagi.

10. Stała równowagi reakcji H

2

(g) + CO

2

(g)

H

2

O (g) + CO (g) wynosi:

K = 1,6 w temperaturze ok. 700°C. Obliczy

ć

st

ęż

enia równowagowe reagentów, gdy

zmieszano po 0,5 mol/l wszystkich składników.

11. Do naczynia o pojemno

ś

ci 1 litra wprowadzono w temp. 490°C dwa mole HI. J akie b

ę

d

ą

st

ęż

enia wodoru i jodu w stanie równowagi, K = 45,9.

12. Do naczynia o pojemno

ś

ci 1 litra wprowadzono 1 mol H

2

, 2 mole 1

2

i 3 mole HI. Jakie b

ę

d

ą

st

ęż

enia poszczególnych substancji w stanie równowagi w temp. 490°C (K = 45,9).

13. Reakcj

ę

SO

2

+ NO

2

SO

3

+ NO doprowadzono do stanu równowagi w pewnej

temperaturze. Dokonano analizy układu i stwierdzono,

ż

e równowagowe st

ęż

enia wynosz

ą

:

[SO

3

] = 6 moli/l [NO] = 4 mole/l [SO

2

] = 8 moli/I [NO

2

] = 1 mol/l. Nast

ę

pnie nie zmieniaj

ą

c

temperatury układu ani jego obj

ę

to

ś

ci dodano do

ń

pewna ilo

ść

tlenku azotu(II). Gdy układ

wrócił do stanu równowagi stwierdzono,

ż

e st

ęż

enie [NO

2

] wynosi 3 mole/l. Obliczy

ć

ilo

ść

tlenku azotu, któr

ą

dodano aby uzyska

ć

takie przesuni

ę

cie równowagi.