LISTA 12
Kinetyka  mechanizmy reakcji
1. Badano reakcję rozpadu termicznego etanu na eten i wodór, mierząc czas połowicznego
przereagowania w zależności od ciśnienia początkowego i temperatury. Otrzymano następujące
wyniki:
T [K] 900 900 950 1000 1500 1100
(p/po)t=0 0,15 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
�1/2 [s] 491,1 490,2 51,1 6,8 1,1 0,2
Obliczyć rząd reakcji, jej doświadczalną energię aktywacji oraz zmianę entropii aktywacji. Odp.: I
rząd; 320,7 kJ/mol; 38,34 J/(mol�K).
2. Reakcja rozkładu kwasu acetonodwukarbonowego CO(CH2COOH)2 = CO(CH3)2 + 2CO2 jest
reakcją pierwszego rzędu. Okres połowicznej przemiany w temp. 273,2 K wynosi 28180 min, a w
temp. 313,2 K  120 min. Obliczyć czas, w którym kwas przereaguje w 70 % w temperaturze 323,2 K.
Odp.: 65,76 min.
3. W reakcji II rzędu A + B = P stężenia początkowe substratów wynoszą coA = coB = 0,1 mol�dm-3. W
temperaturze 300,2 K 90 % substratów przereagowało w ciągu 200 minut, a w temperaturze 320,2 K 
w ciągu 40 minut. Obliczyć czas potrzebny do przereagowania 99 % substratów w temperaturze 330 K
przy stężeniach początkowych substratów równych 0,01 mol�dm-3. Odp.: 2117 min.
4. Badając w temperaturze 1373 K reakcję termicznego rozkładu amoniaku na katalizatorze, który
stanowił drut wolframowy, znaleziono następujące wartości czasu połowicznej przemiany dla różnych
ciśnień początkowych NH3:
zakres wyższych ciśnień
t [s] 456 222 102
p�10-3 [Pa] 35,3 17,3 7,73
zakres niskich ciśnień
t [s] 60 54 48
p�10-2 [Pa] 21,3 10,65 5,3
Wyznaczyć rząd reakcji dla obu zakresów ciśnienia. Odp.: 0 rząd; I rząd.
5. Stała szybkości rozpadu termicznego N2O5 (reakcja I rzędu) w fazie gazowej w zależności od
temperatury wynosi:
T [K]
273 298 318 338
k [s-1]
7,8�10-7 3,3�10-5 5,0�10-4 5,0�10-3
Obliczyć energię aktywacji, wartość czynnika częstości A występującego we wzorze Arrheniusa,
standardową zmianę entalpii i entropii aktywacji w 273 K.
Odp.: 104 kJ/mol; 5,23�1013 s-1; 101 kJ/mol; 10 J/(mol�K).
6. W 338 K stała szybkości reakcji rozpadu N2O5 w fazie gazowej wynosi 0,292 min-1, zaś energia
aktywacji 103,2 kJ. Obliczyć stałą szybkości reakcji i czas połowicznej przemiany w temp. 353 K.
Odp.: 1,39 min-1; 0,50 min.
7. Mutarotacja glukozy, która przebiega powoli w czystej wodzie, jest słabo katalizowana przez jony
hydroniowe oraz mocno przez jony hydroksylowe. Stałą szybkości tego procesu można w przybliżeniu
opisać następującym wzorem:
k = k0 + kH O+ �" cH O+ + kOH �" cOH
- -
3 3
w którym wymiar k jest podany w min-1 ko oznacza stałą szybkości reakcji w czystej wodzie, a kH O+ i
3
kOH- są to katalityczne stałe szybkości odpowiednich jonów. Stała szybkości k w roztworze 4,8�10-3
mol�dm-3 kwasu solnego wynosiła 6,00�10-3 min-1, a w roztworze 2,47�10-2 mol�dm-3 HCl wynosiła
8,92�10-3 min-1. Na podstawie tych danych należy obliczyć wartości ko i kH O+ .
3
Odp.: 5,3�10-3 min-1; 0,147 dm3�mol-1�min-1.
k1
�ł�ł
C + D szybkość reakcji jest wyrażona jako:
8. Dla reakcji autokatalitycznej A + B
�!�ł
�ł
k2
dcA
� = - = k1cAcB + k2cAcC . Stała szybkości reakcji k1 = 1,5�10-3 dm3mol-1�min-1 oraz k2 = 8�10-3
dt
dm3mol-1�min-1, a stężenie początkowe substratów coA = coB = 0,02 mol�dm-3. Ile wynosi stężenie A dla
maksymalnej wartości szybkości reakcji?
Odp.: 1,23�10-2 mol�dm-3.
9. Michaelis i Menten w swojej klasycznej pracy na temat kinetyki inwersji sacharozy katalizowanej
enzymem inwertazą wyznaczali zmiany kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła przez
roztwory sacharozy, następujące w wyniku przebiegu reakcji. Roztwory, których pH utrzymywano za
pomocą buforu na wartości 4,7 zawierały zawsze jednakową ilość enzymu natomiast różne
początkowe ilości sacharozy. W jednej serii doświadczeń wykonanej w 298 K znaleziono wartości
początkowej szybkości reakcji (wyrażonej w umownych jednostkach stopniach kątowych na minutę
(��"min 1) jako funkcję początkowego stężenia sacharozy [S]0:
[So] [mol�"dm 3] 0,0052 0,0104 0,0208 0,0416 0,0833 0,1670 0,3330
�o [��"min 1] 0,866 1,466 2,114 2,666 3,236 3,636 3,636
(ąż  ą" ) [�] 0,293 0,630 1,190 2,247 4,560 9,350 18,570
Wartości podane w ostatnim wierszu tabeli przedstawiają zmianę kąta skręcenia płaszczyzny
polaryzacji światła po całkowitym przereagowaniu i pozwalają przeliczyć szybkość reakcji na wartość
wyrażoną w jednostkach [mol�"dm 3�"s 1]. Obliczyć wartość stałej Michaelisa KM i maksymalną
szybkość reakcji w roztworze o danym stężeniu katalizatora.
Odp.: 1,94�" �"dm 3; 1,90�" �" �"
�"10 2 mol�" �"10 3 mol�"dm-3�"s 1.
�" �" �" �" �"
�" �" �" �" �"
10. Stała Michaelisa reakcji katalizowanej enzymatycznie w temp. 298 K wynosi 0,035 mol�"dm 3.
Szybkość tej reakcji przy stężeniu substratu 0,110 mol�"dm 3 wynosi 1,15�"10 3 mol�"dm 3�"s 1. Jaka jest
maksymalna szybkość tej reakcji? Odp.: 1,52�" �"dm 3�"s 1.
�"10 3 mol�" �"
�" �" �"
�" �" �"