Разложение перекиси водорода в водном растворе в присутствии платиновой фольги описывается реакцией первого порядка. Определить среднюю константу скорости реакции, если известны следующие опытные данные: (Решение → 32536)

заказ№38755

№ 42 42. Разложение перекиси водорода в водном растворе в присутствии платиновой фольги описывается реакцией первого порядка. Определить среднюю константу скорости реакции, если известны следующие опытные данные: t, мин 0 11,5 27,1 42,5 Количество неразложившейся перекиси, мг 23,89 19,30 14,50 10,95

Решение:

Кинетическое уравнение скорости первого порядка имеет вид : υ = - dC/dt = kC 1 . Разделим переменные (время и концентрация) и проинтегрируем: dC/C = kdt; ln C = -kt + B Считая, что в начальный момент времени t = 0 концентрация исходного вещества равна С = С0 , находим постоянную интегрирования В: ln C0 = B. Откуда ln C = ln C0 – k t Следовательно, для реакции первого порядка характерна линейная зависимость логарифма концентрации от времени, а константа скорости определяется выражением: k = 1 𝑡 𝑙𝑛 𝐶𝑜 𝐶 или k = 2.303 1 𝑡 𝑙𝑛 𝐶𝑜 𝐶 Вычислим концентрацию раствора перекиси, принимая, что объём раствора = 1 л, и мг переведем в г: С1 = 𝑚 𝑀(𝐻2𝑂2)∙𝑉 = 0.02389 34∙1 = 7.026·10-4 (моль/л) С2 = 0.0193 34∙1 = 5.68·10-4 (моль/л) С3 = 0.0145 34∙1 = 4.26·10-4 (моль/л) С4 = 0.01095 34∙1 = 3.22·10-4 (моль/л). Переведем время в единицу времени – секунды: t1 = 0 c; t2 = 11.5·60 = 690 c; t3 = 27.1·60 = 1626 c; t4 = 42.5·60 = 2550 c. Построим график зависимости ln(C) = t: 0 -7.3 690 -7.5 1626 -7.8 2550 -8.05 Тангенс угла наклона является значением константы скорости реакции: tgα = tg 45° = 0.854 = k.