3582308743

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 c_QtA = 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 HC1. 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 dm³moF¹s^_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 2,39-10^ 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^ s'¹

5.    Badając reakcję rozkładu 2NO2 = 2NO + O2 w fazie gazowej w temperaturze 500 K mierzono

ArlO-^4	[Pa]	7,00	5,00	3,00
t[ s]		1830	2560	4280
	[Pa]	8,75	6,25	3,75

ciśnienie w aparaturze wypełnionej początkowo czystym N0₂ pod ciśnieniem p₀. Po czasie t znaleziono następujące wartości ciśnienia p\\_

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. De czasu potrzeba na zmydlenie estru w tym samym stopniu, lecz używają: 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~\ 5590 s