Μια αντίδραση πρώτης τάξης παίρνει 100 λεπτά για να ολοκληρωθεί η 60 Αποσύνθεση του 60% της αντίδρασης βρίσκουν το χρόνο όταν ολοκληρωθεί το 90% της αντίδρασης;

Μια αντίδραση πρώτης τάξης παίρνει 100 λεπτά για να ολοκληρωθεί η 60 Αποσύνθεση του 60% της αντίδρασης βρίσκουν το χρόνο όταν ολοκληρωθεί το 90% της αντίδρασης;
Anonim

Απάντηση:

Κατά προσέγγιση #251.3# λεπτά.

Εξήγηση:

Η λειτουργία εκθετικής αποσύνθεσης μοντελοποιεί τον αριθμό των γραμμομορίων των αντιδραστηρίων που παραμένουν σε δεδομένο χρόνο σε αντιδράσεις πρώτης τάξης. Η ακόλουθη εξήγηση υπολογίζει τη σταθερά αποσάθρωσης της αντίδρασης από τις δεδομένες συνθήκες, ώστε να βρεθεί ο χρόνος που απαιτείται για την επίτευξη της αντίδρασης #90%# ολοκλήρωση.

Ας παραμείνει ο αριθμός των γραμμομορίων των αντιδραστηρίων # n (t) #, μια λειτουργία σε σχέση με το χρόνο.

#n (t) = n_0 * e ^ (- λάμδα * t) #

όπου # n_0 # - την αρχική ποσότητα των σωματιδίων αντιδραστηρίων και - # lambda # τη σταθερά αποσύνθεσης. Η αξία # lambda # μπορεί να υπολογιστεί από τον αριθμό μορίων των αντιδραστηρίων που απομένουν σε δεδομένο χρόνο. Η ερώτηση αναφέρει ότι υπάρχουν #(1-60%)=40%=0.40# των σωματιδίων αντιδραστηρίου που απομένουν στο χρόνο # t = 100 χρώμα (άσπρο) (l) "min" #. Εκμίσθωση # n_0 = 1 χρώμα (άσπρο) (l) "mol" #,

Χρώμα # 1.00 (άσπρο) (l) "mol" * e ^ (- λάμδα * 100 χρώμα (άσπρο)

# -lambda * 100 χρώμα (άσπρο) (l) "min" = ln (0,40 χρώματος (λευκό) (l) χρώμα (κόκκινο) (άσπρο) (l) χρώμα (κόκκινο) (ακυρώστε (χρώμα (μαύρο) ("mol"))))

Επομένως (1) "min" - (1) "(1)" (1)

Αφήνω (l) "mol" = 0.10 χρώμα (άσπρο) (l) "mol" και να λύσει για #color (σκουρόχρωμο) (t) #:

# 1.00 χρώμα (άσπρο) (l) "mol" * e ^ (- λάμδα * χρώμα (σκούρο μπλε)

# -lambda * χρώμα (σκούρο μπλε) (t) = ln (0,10 χρώμα (άσπρο) (l) χρώμα (κόκκινο) (l) χρώμα (κόκκινο) (ακυρώνεται (χρώμα (μαύρο) ("mol"))))) #

(l) (ln (0.10)) / (lambda) = - (ln (0.10)) / (9.162 * 10 ^ χρώμα (άσπρο) (l) "min" #

Αυτό είναι: χρειάζεται περίπου #251.3# λεπτά για την ολοκλήρωση της αντίδρασης #90%#.

Δείτε επίσης

Υπάρχει μια καθαρή εξήγηση για την έκφραση του αριθμού των γραμμομορίων των σωματιδίων των αντιδραστηρίων που παραμένει εγκαίρως # t # στο βιβλίο LibreText. Βλ.