Chemiazbzad5

Reakcje II rzędu

Szybkość reakcji 11 rzędu zależy od stężenia jednego suhstralu w potędze drugiej, czyli r A • [A|^-’ dla reakcji jednoetapowej postaci: 2 A —* produkty

lub od stężenia dwóch substratów w potędze pierwszej, czyli v k • (A || B| dla reakcji jednoetapowej postaci: A + B —* produkty.

/.aj mierny się tylko najprostszym przypadkiem reakcji II rzędu, mianowicie kiedy

v = k • [A]²

lesli chcemy wiedzieć, jak zmienia się stężenie substratu w czasie trwania reakcji, stosujemy wzór:

I

G

±

Co

= kt

gdzie: (- to początkowe stężenie molowe substratu, ( stężenie molowe substratu po czasie t,

A stała szybkości reakcji, i czas trwania procesu.

lednoslka stałej szybkości k dla reakcji II rzędu ma postać:

dnr

mol • czas

uzg( ulniona z jednostką czasu, jeśli na przykład czas podajemy w sekundach, to k =

. Powinna ona być

dnr

mol ■ s

Pr/yktad

N( ). 11>zpada się zgodnie z kinetyką reakcji II rzędu. Oblicz początkową szybkość rozpadu tlenku azotn(IV), jeśli jego stężenie początkowe wynosi 0,08 mol/dm³, a stała szybkości re-

j 3

aki |i w pewnej temperaturze jest równa 1,9 • 10^_i(l—j—.

Ko/wią/anie

I )ane:    Szukane:

| N().|    0,08 mol/dm³ v = ?

A 1.9-10 ¹⁰ clm-mol • s

I krok. Napisanie równania kinetycznego.

v = k ■ [N0₂]²

’ krok. ()blicz.enie szybkości reakcji.

r 1.9 • 10 ¹⁽¹ dl-^T- • (0,08 mol/dm³)² mol • s

v 1.2 • 10    ’¹^-

tlm' • s

Odpowiedź: Początkowa szybkość rozpadu w wybranej temperaturze jest równa

1,2 • 10 ^L’ ^,no1-.

dni' • s

Przykład

(udowodni ulega rozpadowi /gnilnie z kinetyką reakcji II rzędu. Stała szybkości rozpadu jo

dowodom w pewnej temperaturze równa sic 5 • 10 ³-^dm—. Oblicz, jakie będzie stężenie jo

mol • s

dowodom po 14 minutach trwania reakcji, jeśli początkowe stężenie wynosiło 0,1 mol/dm'.

Ko/.wiązanie

Szukane:

C= ?

I >une:

A S • io

dm³

mol • s i 14 min - 840 s

< _u 0,1 mol/dm³

I l ink Wybranie odpowiedniej zależności.

1 _ J_ ₌ kt

C Cn

I mk ()bliczenie stężenia jodowodoru

1

C

’    • 840 s +----

mol • s    0,1 mol/dm³

¹ bk2 —

<    mol

i 0,07 mol/dm³

i Mpowiedź: Stężenie po 14 minutach będzie równe 0,07 mol/dm³.

Siała równowagi reakcji

h i h proces jest odwracalny, to w mieszaninie reakcyjnej ustala się równowaga opisywa n i '.luk) równowagi reakcji. Dla procesu zapisanego ogólnym równaniem:

a A + b B tzz c C + d D

Yia/enie na stalą równowagi reakcji ma postać:

k-MK

|a]'K

d u | A|, |B|, |( | i |l)| In stężenia molowe, osiągane przez reagenty w stanie równowagi; i, b. i, d współczynniki w równaniu stechiomctrycznym.

W niektórych przypadkach postać wyrażenia na stalą równowagi reakcji zależy od stanów I lipienia reagentów. Przyjmuje się, ze stężenia sybsianeii stałych oraz e/y.lyi h i teezy są iowni, l i w wyrażeniu na stalą iownowagi reakcji mo/na je pominąć