Примеры решения задач. Пример 1.Константа скорости реакции омыления этилового эфира уксусной кислоты едким натром при 283 К равна 2,38

Пример 1.Константа скорости реакции омыления этилового эфира уксусной кислоты едким натром при 283 К равна 2,38, если концентрацию выражать в кмоль/м³, а время в минутах. Вычислить время, необходимое для омыления 50% этилацетата, если смешать при 283К 1 литр 1/20 М раствора эфира с 1 л 1/20 М щелочи.

Решение. Концентрации эфира и щелочи равны, поэтому для решения следует использовать уравнение (1.19):

.

Так как общий объем смеси равен 2л, то:

, x = 1/80 М.

Концентрация вещества, выраженная в кмоль/м³ и в моль/л имеет одно и то же значение.

Тогда: = 16,8 мин.

Пример 2.Раствор уксусноэтилового эфира при с₀₁ = 0,01М и Т =293 К омыляется 0,002 М (с₀₂) раствором едкого натра за время t₁=23 мин_. на 10%. В какое время (t₂) тот же раствор эфира прореагирует на 10% с раствором щелочи концентрацией = 0,004 м/л

Решение. Эта реакция второго порядка, начальные концентрации исходных веществ не равны. Следовательно, для расчета константы скорости реакции воспользуемся уравнением (1.24):

;

мин_.^-1×моль^-1.

Зная значение константы скорости реакции, находим время t₂:

мин.

Пример 3. Исследование a - радиоактивного изотопа полония показало, что за 14 дней его активность уменьшилась на 6,85 %. Определить период полураспада и рассчитать, в течение какого времени он разлагается на 90 %. То есть в задаче дано:

С₀ = 100 %; х = 6,85 %; t = 14 дней.

Решение. Эта реакция относится к реакциям первого порядка.

1) Константу скорости можно рассчитать по уравнению (1.12):

= 5,07×10^-3 дней^-1.

2) Период полураспада рассчитаем по уравнению (1.17):

дней.

3) Рассчитаем промежуток времени, за который изотоп разложится на 90 % :

дня.

Вопросы и задания для самоконтроля.

1. Приведите примеры химических реакций второго порядка. В каком случае их можно считать бимолекулярными?

2. Какой вид примет кинетический закон для реакции второго порядка при условии с_А0 с_В0?

3. Укажите графический способ определения константы скорости для реакции второго порядка, когда с_А0 с_В0. В каких координатах кинетическое уравнение имеет вид прямой линии?

4. Представьте графически зависимость текущей концентрации реагирующего вещества от времени для реакций различных порядков (с_А0=с_В0= с_С0: а) 0; б) 1; в) 2; г) 3.

5. Можно ли применять понятие времени полупревращения для реакций второго порядка, когда с_А0 с_В0?

Получите аналитические выражения для времени полупревращения по каждому веществу.