Scan137

[50

Jaki będzie rząd reakcji względem A w tych warunkach? (Reakcja przebiega wolno, układ jest dobrze mieszany).

13.39.    W reakcji A <=> B przemiana A w B oraz B w A stanowią reakcje elementarne pierwszego rzędu. Jakie informacje są potrzebne, aby obliczyć czas, po którym przereaguje 1/2 początkowej ilości A (w chwili l = 0 stężenie B ~ 0)? Wskazówka: jaka będzie zależność czasu półrozpadu A od początkowego stężenia A?

13.40.    W reakcji A o B przemiany: A-$ B i B => A zachodząjako reakcje elementarne pierwszego rzędu. Analiza mieszaniny reakcyjnej wykazała, że w stanie równowagi w mieszaninie reakcyjnej było 5 moli B, jeśli początkowa liczba moli A wynosiła !0 (w chwili początkowej stężenie B = 0). Następnie, w drugim doświadczeniu, zwiększono początkową liczbę moli A do 20. Czy w drugim doświadczeniu czas, po którym przereaguje 1/4 początkowej ilości A: a) wzrośnie, b) zmaleje, c) nie zmieni się, w porównaniu z pierwszym doświadczeniem?

13.41.    Początkowa szybkość reakcji A<^> B wynosiła 1 mol/dm³s, kiedy stężenie początkowe A było równe 5 moii/dm³, natomiast 4 mole/dums, gdy stężenie początkowe było równe 10 moli/dm³. Podać rząd reakcji względem A.

13.42.    W reakcji A <=> B przemiany: A => B i B A zachodząjako reakcje elementarne pierwszego rzędu. Analiza mieszaniny reakcyjnej wykazała, że w stanie równowagi otrzymano 5 moli B, jeśli początkowa liczba moli A wynosiła 10 (w chwili początkowej stężenie B₀ - 0). Następnie, w drugim doświadczeniu zwiększono początkową liczbę moli A do 20. Czy czas potrzebny do osiągnięcia stanu równowagi w drugim doświadczeniu: a) wzrośnie, b) zmaleje, czy c) będzie taki sam?

13.43.    Jak w powyższej reakcji wpłynie dodatek katalizatora na wydajność produktu po czasie l ~ <*>? Wydajność produktu (mierzona jako stosunek liczby. moli produktu do liczby moli substratu): a) wzrośnie, b) zmaleje, c) nie zmieni się.•>

13.44.    Szybkość początkowa reakcji A <=t> B wynosiła 0,05 moli/dm³'S kiedy stężenie początkowe Ao było równe 2 mole/dnC i 0,1 mol/dm³-s, gdy stężenie początkowe było równe 4 mole/dm³. Czy te informacje wystarczą, aby/ obliczyć wartość stałej szybkości reakcji A => B (stała szybkości reakcji od-j

wrolncj, B =s> A równa jest zeru; 7 const.)? a) Tak, jej wartość wynosi ......... ■

(podać ile), b) nie, bo za mało danych.

151

13.45. Student badał reakcję rozkładu sacharozy na glukozę i fruktozę, aby wyznaczyć rzędowość tej reakcji. Przeprowadził w tym celu szereg pomiarów stężenia sacharozy, fruktozy i glukozy w roztworze wodnym. "A jakie było pH roztworu?" - spytał asystent. „Nie sprawdzałem, bo reakcję można zapisać: sacharoza - glukoza + fruktoza, więc jony wodorowe nie biorą udziału w reakcji. Najlepszym dowodem jest to, że w stałej równowagi tej reakcji, którą wyznaczyłem poprzednio, stężenia jonów wodorowych nie uwzględniłem, a pan mi ćwiczenie zaliczył”. Kto miał rację?

13.46.    Jeśli mamy do dyspozycji niewielkie ilości reagentów, to do badania kinetyki szybkich reakcji lepsza jest metoda: a) ciągłego przepływni, b) hamowanego przepływu.

13.47.    Dwaj eksperymentatorzy badali niezależnie od siebie mechanizm tej samej reakcji A t=> B. Pierwszy eksperymentator stwierdził istnienie produktu pośredniego reakcji (AB), drugi takiego produktu nie wykrył. Obaj stosowali do kontroli przebiegu reakcji metody spektroskopowe i przeprowadzili pomiary bardzo skrupulatnie. Jak wytłumaczyć rozbieżne wyniki?

13.48.    W technikach pomiaru szybkości reakcji opartych na mieszaniu reagentów błąd w pomiarze czasu wynosi co najmniej 10~⁴s ze względu na fizyczne mieszanie różnych roztworów. Trudność tę można obejść stosując techniki relaksacyjne. Zasada metody: w mieszaninie równowagowej reagentów powodujemy zaburzenie. Jeśli to zaburzenie zachodzi bardzo szybko, to nowy stan równowagi nie nadąża za zmianą czynnika zaburzającego i nowa równowaga zostaje osiągniętą dopiero po pewnym czasie. Proces osiągania stanu równowagi nazywa się relaksacją. Czas potrzebny aby układ osiągnął nowy stan równowagi, zależy oczywiście od stałej szybkości danej reakcji. Jaki warunek konieczny musi spełniać dana reakcją aby można do badania jej kinetyki zastosować metodę relaksacyjną w której czynnikiem zaburzającym jest gwałtowny skok temperatury?

13.49,    Do pomiaru szybkości reakcji techniką relaksacyjną (zasada metody podana jest w zad.13.48) zaproponowano metodę pomiaru opartą na pochłanianiu częstości fali dźwiękowej: Fala dźwiękowa przechodzi przez roztwór, wskutek czego ciśnienie w danym punkcie roztworu oscyluje w czasie, przy czym (przy stałych P, 7) słuszna jest zależność (d\nK/dP)_T - -A V°!RT. Stężenia równowagowe reagentów oscylują zgodnie ze zmianą ciśnienia spowodowaną falą dźwiękową. Gdy częstość dźwięku odpowiada czasowi relaksacji reakcji, to następuje wymiana energii między falą a reagującym układem. Jaki warunek konieczny musi spełniać reakcja, aby można zastosować tę metodę? Co trzeba mierzyć, aby określić czas relaksacji?