Va rugam dezactivati programul ad block pentru a vizualiza pagina!

Cumpara abonament!
Plateste cu PayPal

Noţiuni de cinetică chimică – aplicaţii

Partajeaza in Google Classroom

Partajeaza cu Google Classroom
Susține Lectii-Virtuale!
Pentru a putea vizualiza un video va rugam sa va logati aici! Daca nu aveti cont va puteti inregistra apasand aici.
3 voturi 101 vizionari
Puncte: 10

Transcript



pentru a ne însuși mai bine noțiunile

de cinetică chimică despre care

am discutat în acest capitol ne

vom folosi în câteva aplicații

de calcul Înainte de asta Haideți

să mai vorbim puțin despre câteva

noțiuni teoretice Spre exemplu

timpul de înjumătățire timpul De

înjumătățire notat cu a indice

1 pe 2 reprezintă timpul necesar

pentru reacția jumătate din cantitatea

inițială de reactanți expresia

matematică care ține cont de faptul

că acum Avem jumătate din concentrația

inițială de reactanți este aceasta

tema jumătății rea este egal cu

logaritm natural din 2 supra Constanta

de viteză bineînțeles putem calcula

în continuare și valoarea logaritm

natural din 2 pentru o reacție

de ordinul întâi Adică o reacție

de această formă la care participă

un singur axat timpul de înjumătățire

este constant și nu depinde de

concentrația inițială a reactantului

în continuare vom vorbi tot despre

reacții de această formă un singur

din dreapta în care se transformă

în produs de reacție iar expresia

vitezei de reacție pentru acest

fel de reacție este aceasta viteza

este egal cu Constanța de viteză

om concentrația reactantului ridicată

la o putere în acest umble avem

niște date foarte importante despre

reacțiile de această formă general

com vedea că reacțiile chimice

care au același ordin de reacție

au anumite caracteristici comune

avem Așadar un tabel expresiile

vitezei de reacție în funcție de

ordinul de reacție și vedem Și

ce semnifică aceste valori ale

ordinului de reacție timp din lecția

despre legea vitezei de reacție

că ordinul de reacție îmi arată

în ce manieră variază viteza de

reacție cu variația concentrației

reactantului în coloana a treia

avem raportul dintre două viteze

notate cu V1 și V2 B1 este viteza

de reacție când avem o concentrație

de reactanți a notată cu C1 iar

V2 este viteza de reacție la o

concentrație de reactanți notată

cu cei doi care este de două ori

mai mare decât prima concentrație

practică acest grup Ordonează să

vedem cum se modifică viteza unei

reacții atunci când dublăm concentrația

dreapta avem Deci un prim caz în

care raportul dintre două viteze

ne dă 1 Asta înseamnă evident că

vii 1 este egal cu 2 asta presupune

faptul că viteza de reacție este

egală cu Constanța de viteză k

a reacției respective chiar atunci

când viteza nu depinde de concentrație

ordinul de reacție este egal cu

zero concentrația reactantului

la puterea 0 este 1 este verifică

și matematică expresia vitezei

de reacție este egal cu cablu de

reacție care să aibă ordinul de

reacții egal cu 0 este descompunerea

oxidului Nitro în acest caz nu

contează cât de mult oxidant Vezi

compunerea va avea loc cu aceeași

viteză atâta timp cât mai exista

reactant reprezentarea grafică

a variației vitezei cu concentrația

de accident avem o dreaptă paralele

cu Axa concentrației în continuare

vedem că sunt și alte tipuri de

reacții în cazul cărora viteza

crește mărește concentrația reactantului

avem reacții în care lo concentratie

dublă de reactanți se dublează

și viteza raportul dintre voi doi

și de 1 este egal cu doi sori actele

care au ordinul de reacții egal

cu 1 iar expresia vitezelor de

reacție este viteza egală cu k

ori concentrația reactant viteza

de reacție depinde liniar de concentrația

reprezentarea grafică este o dreaptă

ce trece fel de reacție este descompunerea

pentaoxidului de diazot în ultimul

caz din tabel la dublarea concentrației

reactantului viteza de reacție

crește de patru ori reacțiile care

respectă acest lucru au ordinul

de reacție egal cu 2 și bineînțeles

o expresie a vitezei corespunzătoare

viteza este egală cu k ori concentrația

reactantului la puterea a 2-a grafic

această variația vitezei este descrisă

printr o ramură de parabolă informațiile

din acest tabel ce ajută să identificăm

ordinul de reacție tabelul mai

are o coloană despre care încă

nu am băut nimic Este vorba despre

coloana a cu unitatea de măsură

a Constanței de viteză în unele

cazuri mă cunoaște mortul reacție

însă Doina Constantin de viteză

iar conform acesteia deducem ordinul

de reacții nu trebuie să învățăm

pe de rost faptului că pentru o

reacție de ordinul 2 k are el supra

molar secundă drept unitate de

măsură să vedem de fapt De unde

vin aceste unități de măsură ale

Constanței identice pentru o reacție

oarecare sigur că unitatea de măsură

a vitezei este monștrilor secundă

iar concentratie moși caliciu la

puterea din expresia respectivă

în acest caz la puterea a doua

cu un simplu calcul matematic în

care nu avem nevoie de nicio valoare

numerică putem de dulce unitățile

de măsură pentru k Deci nici unitate

de măsură pentru ca va fi egală

cu unitatea pentru viteză supra

unității de măsură pentru concentrație

și astfel obține în valoarea din

tabel al supra moluri secundă În

acest caz vitezei de reacție și

ordinul de reacție Hai salut cunoșteam

unitățile de măsură pentru Constanța

de viteză în același fel putem

deduce ordinul de reacție atunci

când cunoaștem unitatea de măsură

pentru ca să zicem că ni se dă

un tata de măsură s la minus 1

b trebuie să fi învățat pe de rost

cărui ordin de reacție corespunde

această dimensiune a lui ca avem

unitatea de măsură a vitezei de

reacție împărțită la unitatea a

constantei de viteză și astfel

obținem că dimensiunea concentrație

ridicată la puterea n este moli

pe litru de unde Te ducem că e

n este egal cu 1 Deci ordinul de

reacție este un exemplu pentru

o reacție de această formă cu o

constantă de viteză egal cu 2 ori

10 la minus 4 l pe molar secundă

ce cunoaște că dacă se dublează

concentrația reactantului a viteza

de reacție va crește de patru ori

și bineînțeles mai se cere să aflăm

ordinul de reacție putem deduce

ordinul reacției în funcție de

unitatea de măsură a lui ca așa

cum am văzut mai înainte scriem

legea vitezei de reacție apoi unitățile

de măsură pe care le cunoaștem

și apoi îl deducem pe an pentru

un calcul matematic Simplu sau

dacă nu vă prea plac unitățile

de măsură le puteți ignora și puteți

de ordinul de reacție din relația

concentrație viteză de reacție

avem o primă concentrație si unul

care corespunde o viteză v-1 cu

această expresie B1 este egal cu

k orice 1 la puterea n și apoi

avem o a doua concentrație C2 dublă

față de ce e unul care corespunde

o viteză V doi cu această expresie

vede este egal cu k orice 2 la

puterea a 2-a viteză este de patru

ori mai mare decât prima si raportul

V2 pe B1 este egal cu 4 astfel

înlocuim B1 și B2 din raport cu

expresiile corespunzătoare înlocuim

și c 2 cu 2 ori c 1 și astfel obtinem

că 2 la puterea n este egal cu

4 deci el va fi egal cu 2 Așadar

ordinul de reacție este 2 continuare

vom rezolva o problemă în care

reacții are loc între doi reactanți

de ce se vor Ba despre o reacție

de această formă a plus b formează

produșii de reacție să zicem că

am făcut 13 amente cu diferite

concentrații de reactant a și b

iar în acest tabel am reda variația

vitezei în funcție de concentrația

reactanților trebuie să determinăm

ordinul total de reacție pe care

îl notăm cu e și valoarea constantei

de reacție toate experimentele

au loc la aceeași temperatură la

această reacție participă de matematică

a vitezei de reacție va fi teza

este egală cu k ori concentrației

reactantului a la puterea n ori

concentrația reactantului b la

puterea n b n a ș i m b sunt ordinele

parțiale de reacție iar ordinul

total de reacție este egal cu a

plus MB pentru a calcula en trebuie

să calculăm mai întâi valorile

Na și mb și cum avem destule dat

experimentale cu privire la concentrații

viziteze înlocuim acestor date

în expresia matematică a vitezei

ne putem folosi de rapoartele între

vitezele de reacții pentru a afla

in a și m b 3 exemplu observăm

că expresiile vitezelor V1 și V2

au în comun valoarea concentrației

reactantului b astfel vom eliminat

din ecuație necunoscută m b si

vom putea calcula foarte simplu

an Deci avem b-2 supra b 1 egal

cu 1 ori 10 la puterea a patra supra

6 ori 10 la puterea a treia egal

în continuare cu k ori concentrației

reactantului a la puterea n a ori

concentrația reactantului b la

puterea n b totul supra k ori concentrația

reactantului a da ea Na ori concentrația

reactantului b la puterea n b aceste

concentrații se reduc la fel și

constantele de viteză efectuăm

calculele și obținem că 2 este

egal cu 2 la puterea n a de unde

deducem că n a este egal cu 1 acum

trebuie să calculăm și celălalt

ori imparțial de reacție și pentru

asta ne vom folosi D raportul de

3 supra b 1 pentru că au în comun

valoarea concentrației reactantului

a acestei valori se reduc și la

fel și constantele de viteză efectuând

calculele obținem că 2 este egal

2 la puterea n b 10 rezultă că

este egal și el tot cu 1 Așadar

ordinul total de reacție este egal

cu 2 iar acum pentru a calcula

constantă de viteză ca este nevoie

de un singur calcul matematic foarte

simplu înlocuind datele întruna

din expresiile matematice ale vitezelor

sau Spre exemplu V1 de 6 ori 10

la a treia este egal cu k ori concentrația

reactantului a la puterea 2 ori

concentrația reactantului b c este

egal în continuare cu k ori 1 ori

10 la minus 5 să nu uităm de unitățile

de măsură Mol supra litru totul

la puterea a doua pentru că am

înmulțit cele două concentrației

reactanților k a va fi egal cu

valoarea vitezei supra 1 ori 10

la minus efectuând calculul obținem

valoare lui ca egală cu 6 kunda

Noţiuni de cinetică chimică – aplicaţiiAscunde teorie X

 

Timpul de înjumătăţire, t1/2, reprezintă timpul necesar pentru ca jumătate din cantitatea iniţială de reactant să reacţioneze. Expresia matematică care ţine cont de faptul că acum avem jumătate din concentraţia iniţială de reactant, este următoarea:

begin mathsize 18px style straight t subscript 1 divided by 2 end subscript space equals space fraction numerator ln 2 over denominator straight k end fraction equals fraction numerator 0 comma 693 over denominator straight k end fraction end style

Pentru o reacţie cu ecuaţia generală:

aA 01 arrow.jpg produşi de reacţie      

  şi cu expresia vitezei de reacţie de această formă:   v = k·[A]n

avem tabelul de mai jos cu date despre reacţiile cu această formă generală. Reacţiile chimice care au acelaşi ordin de reacţie au anumite caracteristici comune.

Ordinul de reacţie

Legea vitezei de reacţie

Raportul v2/v1, unde:

     v1: c1

     v2: c2 = 2c1

Unitatea de măsură pentru k

n = 0

v = k

v2/v1 = 1, deci v nu depinde de c

mol/L·s

n = 1

v = k·[A]

v2/v1 = 2, deci dublarea concentraţiei reactantului duce la dublarea vitezei de reacţie

s-1

n = 2

v = k·[A]2

v2/v1 = 4, deci la dublarea concentraţiei reactantului, viteza de reacţie creşte de 4 ori

L/mol·s

1.  În unele probleme de calcul nu cunoaştem ordinul de reacţie, însă ni se dă dimensiunea constantei de viteză. Astfel, putem deduce singuri ordinul de reacţie.

Avem legea vitezei de reacţie în forma de mai jos, şi ni se dă unitatea de măsura pentru k: s-1. Trebuie să aflăm ordinul de reacţie, n.

v = k·cn

  • ştim că unitatea de măsură pentru viteză este mol/ L·s, iar unitatea de măsură pentru concentraţie este mol/L.

left square bracket straight c right square bracket to the power of straight n space equals space fraction numerator left square bracket straight v right square bracket over denominator left square bracket straight k right square bracket end fraction space equals space fraction numerator begin display style fraction numerator mol over denominator straight L cross times straight s end fraction end style over denominator begin display style 1 over straight s end style end fraction equals fraction numerator mol over denominator straight L cross times up diagonal strike straight s end fraction cross times up diagonal strike straight s space equals space mol over straight L
rightwards double arrow open parentheses mol over straight L close parentheses to the power of straight n equals mol over straight L space rightwards double arrow straight n equals 1

 

2.  Este la fel de simplu să aflăm dimensiunea lui k în cazul în care cunoaştem ordinul de reacţie.

Avem următoarea expresie a vitezei de reacţie a unei reacţii oarecare:

v = k · c2

  • cunoaştem unităţile de măsură pentru viteză şi concentraţie.

left square bracket straight k right square bracket space equals space fraction numerator left square bracket straight v right square bracket over denominator left square bracket straight c squared right square bracket end fraction equals fraction numerator begin display style fraction numerator mol over denominator straight L cross times straight s end fraction end style over denominator begin display style mol squared over straight L squared end style end fraction equals fraction numerator up diagonal strike mol over denominator up diagonal strike straight L cross times straight s end fraction cross times straight L to the power of up diagonal strike 2 end exponent over mol to the power of up diagonal strike 2 end exponent equals fraction numerator straight L over denominator mol cross times straight s end fraction
rightwards double arrow dimensiunea space lui space straight k space este space fraction numerator straight L over denominator mol cross times straight s end fraction

 

3.  Pentru o reacţie chimică ce are loc între doi reactanţi s-au făcut trei experimente cu diferite concentraţii de reactant A şi B.

aA + bB 01 arrow.jpg produşi de reacţie

Tabelul de mai jos redă variaţia vitezei în funcţie de concentraţia reactanţilor:

 

v (mol/L·s)

A (mol/L)

B (mol/L)

Experiment 1

6,3 · 103

1,02 · 10-3

1,02 · 10-2

Experiment 2

1,26 · 104

2,04 · 10-3

1,02 · 10-2

Experiment 3

1,26 · 104

1,02 · 10-3

2,04 · 10-2

  • care este ordinul total de reacţie, n?
  • care este valoarea constantei de reacţie, k?

Expresia matematică a vitezei de reacţie:

straight v space equals space straight k times left square bracket straight A right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times left square bracket straight B right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent
straight n space equals space straight n subscript straight A plus straight n subscript straight B

Înlocuim datele experimentale în expresia matematică a vitezei de reacţie:

straight v subscript 1 space equals space 6 comma 3 times 10 cubed space equals space straight k times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent
straight v subscript 2 space equals space 1 comma 26 times 10 to the power of 4 space equals space straight k times left square bracket 2 comma 04 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent
straight v subscript 3 space equals space 1 comma 26 times 10 to the power of 4 space equals space straight k times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times left square bracket 2 comma 04 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent

Pentru a afla ordinele parţiale de reacţie, ne putem folosi de rapoarte între vitezele de reacţie:

straight v subscript 2 over straight v subscript 1 space equals space fraction numerator 1 comma 26 times 10 to the power of 4 over denominator 6 comma 3 times 10 cubed end fraction space equals space fraction numerator up diagonal strike straight k times left square bracket 2 comma 04 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times up diagonal strike left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent end strike over denominator up diagonal strike straight k times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent times up diagonal strike left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent end strike end fraction space
rightwards double arrow space 2 space equals space 2 to the power of straight n subscript straight A end exponent space rightwards double arrow straight n subscript straight A space equals space 1

straight v subscript 3 over straight v subscript 1 space equals space fraction numerator 1 comma 26 times 10 to the power of 4 over denominator 6 comma 3 times 10 cubed end fraction space equals space fraction numerator up diagonal strike straight k times up diagonal strike left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent end strike times left square bracket 2 comma 04 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent over denominator up diagonal strike straight k times up diagonal strike left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight A end exponent end strike times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket to the power of straight n subscript straight B end exponent end fraction space
rightwards double arrow space 2 space equals space 2 to the power of straight n subscript straight B end exponent space rightwards double arrow straight n subscript straight B space equals space 1

Aşadar, ordinul total de reacţie este n = 2

Pentru calculul constantei de viteză k, înlocuim datele într-una dintre expresiile matematice ale vitezei, spre exemplu v1:

straight v subscript 1 space equals space 6 comma 3 times 10 cubed space equals space straight k times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 3 end exponent right square bracket times left square bracket 1 comma 02 times 10 to the power of negative 2 end exponent right square bracket
rightwards double arrow space straight k space equals 6 comma 057 times 10 to the power of 8 space fraction numerator straight L over denominator mol times straight s end fraction

 

Cumpara abonament
Plătește cu PayPal

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă suport în vederea pregătirii pentru Evaluare Națională și Bacalaureat la Matematică, Fizică și Chimie. Lecțiile noastre sunt alcătuite din filme și exerciții și probleme cu tot cu rezolvări. Platforma noastră este o soluție ideală pentru școala online. Pentru facilitarea activității profesorilor în cadrul ecosistemului GSuite de la Google am implementat butonul Google Classroom. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Ne propunem să facilităm accesul la conținut educațional de calitate mai ales elevilor cu venituri mai modeste care nu își pemit meditații particulare. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

Parteneri

EduApps partener Lectii Virtuale UiPath partener Lectii Virtuale Scoala365 partener Lectii Virtuale CCD Galați partener Lectii Virtuale

2022 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate
Termeni   Despre   Contact   Confidenţialitate   Cariere Parteneri