3582327484

PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ (zadania do wykładu prof. T. Lutego) LISTA nr 10 (2009/2010 w)

Zapoznać się z treścią rozdziału 9.1.3 oraz z rozwiązaniami przykładów 9.4.1 - 9.4.5 z „Obliczeń fizykochemicznych” J. Demichowicz-Pigoniowej (Oficyna Wydawnicza PWr., 2003).

1. Dwufosgen ulega w wyższych temperaturach rozpadowi na dwie cząsteczki fosgenu. Pewną ilość dwufosgenu wprowadzono do naczynia o temperaturze 200°C. Po upływie 10 min ciśnienie wynosiło 27 kPa, a po bardzo długim czasie, kiedy można było uznać, że reakcja przebiegła do końca, ciśnienie było równe 40 kPa. Eksperyment powtórzono w 300°C i otrzymano odpowiednio następujące wartości 100 s, 28 kPa i 35,5 kPa. Obliczyć energię aktywacji rozpadu dwufosgenu.

Odp.: 56 kj/mol 2. Reakcja rozkładu kwasu acetonodwukarbonowego CO(CH₂COOH)₂ = CO(CH₃)₂ + 2C0₂ jest reakcją pierwszego rzędu. Okres połowicznej przemiany w 7\ - 273,2 K wynosi T\ = 28180 min, a w 7-. = 313,2 K ?2 = 120 min. Obliczyć czas, w ciągu którego reakcja zajdzie w 70% w7= 323,2 K. Odp.: 65,8 min

3. Badano reakcję rozpadu termicznego etanu na eten i wodór, mierząc czas połowicznego przereagowania w zależności od ciśnienia początkowego i temperatury. Otrzymano następujące wyniki:

rm	900	900	950	1000	1050	1100
pip°	0,15	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
kn [s]	491,1	490,2	51,1	6,8	U	0,2

Obliczyć rząd reakcji, graficznie wyznaczyć jej energię aktywacji i obliczyć entropię aktywacji reakcji w 1000 K.

Odp.: reakcja pierwszego rzędu, 320,1 kj/mol, 37,9 J/mol-K

4. Przemiana rodanku amonu w tiomocznik jest reakcją przeciwbieżną pierwszego rodzaju. W temperaturze 100°C przereagowało po 20 min 6,9% rodanku, natomiast w 150°C przereagowało 11,3%. Równowaga ustaliła się gdy przereagowało 21,2% i 11,9% rodanku odpowiednio dla 100°C i 150°C. Obliczyć energie aktywacji dla reakcji przebiegających w obie strony.

Odp.: 38,03 kj/mol, 56,1 kj/mol

5. Kwas octowy w wysokich temperaturach rozkłada się na keton i wodę. W reakcji równoległej powstają również metan i dwutlenek węgla. W temperaturze 1189 K stałe szybkości tych reakcji wynoszą 4,65 s^_1 oraz 3,76 s"¹. Obliczyć w jakiej temperaturze stosunek wydajności obu reakcji wynosi 1,5.

Odp.: 623 K

6. W badaniach dwucząsteczkowych reakcji w roztworach wodnych wyznaczono w temperaturze

7-10⁴ [M]	25	37	45	65	85
k [dm³moFV^l]	1,05	1,12	1,16	1,21	1,30

a) Wykazać, że otrzymane dane są zgodne z zależnością Brónsteda-Bjerruma i obliczyć stałą szybkości dla przypadku, gdy współczynniki aktywności są równe jedności, b) Skądinąd wiadomo, że w etapie limitującym szybkość pojawia się pojedynczo naładowany kation. Jaki jest ładunek drugiego jonu?

Odp.: a) 0,831 dm³morV, b) +2