DWMED

Biegnącą zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu reakcję rozkładu tlenku azotu(V) przedstawia równanie stechiometryczne:

2N₂O₅(g) → 4NO(g) + 3O₂(g)

Przeprowadzono rozkład 2 moli tlenku azotu(V) w dwóch reaktorach o różnej pojemności – 0,5 dm³ oraz 2 dm³.

Napisz równanie kinetyczne opisanego procesu i określ, w którym z reaktorów reakcja przebiegła z większą szybkością, w tej samej temperaturze? Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.

Szybkość reakcji chemicznych zależy od stężeń molowych reagujących ze sobą drobin (na przykład cząsteczek, jonów).

W dwóch zlewkach umieszczono roztwory kwasów o identycznej temperaturze i takiej samej objętości – w zlewce pierwszej 0,005-molowy kwas solny, natomiast w drugiej z nich 0,5-molowy kwas mrówkowy. Do każdej ze zlewek wrzucono taką samą ilość wiórek magnezowych i zaobserwowano zmiany świadczące o przebiegu reakcji chemicznej.

Jakie powinno być stężenie początkowe roztworu kwasu mrówkowego, aby w chwili rozpoczęcia reakcji jej szybkość była identyczna z szybkością reakcji z zastosowaniem 0,005-molowego roztworu kwasu solnego?

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest popularnym magazynem energii elektrycznej stosowanym w pojazdach spalinowych. Pojemność takiej baterii (zgromadzony w niej ładunek elektryczny) wyraża się w amperogodzinach (Ah). Na przykład, w temperaturze 25 ^oC akumulator o pojemności 50 Ah jest w stanie zasilać urządzenie elektryczne przez 50 godzin prądem o natężeniu 1 A. W tym czasie ulega on rozładowywaniu, co obrazują zachodzące na jego elektrodach reakcje chemiczne:

Na podstawie: www.intercars.pl

Mierząc woltomierzem wartość potencjału elektrycznego danego ogniwa chemicznego powodujemy przepływ prądu elektrycznego, dlatego woltomierz wskazuje mniejsze napięcie niż wynosi SEM takiego ogniwa. Pod pojęciem słowa „bateria” kryją się połączone ze sobą ogniwa chemiczne. W pewnym fabrycznie nowym akumulatorze kwasowo-ołowiowym, wartość SEM pojedynczego ogniwa chemicznego wynosi 2,12 V.

Oblicz, z ilu takich ogniw zbudowany jest akumulator, jeśli zmierzony potencjał elektryczny tej baterii ma wartość 12,4 V.

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest popularnym magazynem energii elektrycznej stosowanym w pojazdach spalinowych. Pojemność takiej baterii (zgromadzony w niej ładunek elektryczny) wyraża się w amperogodzinach (Ah). Na przykład, w temperaturze 25 ^oC akumulator o pojemności 50 Ah jest w stanie zasilać urządzenie elektryczne przez 50 godzin prądem o natężeniu 1 A. W tym czasie ulega on rozładowywaniu, co obrazują zachodzące na jego elektrodach reakcje chemiczne:

Na podstawie: www.intercars.pl

Pewien akumulator o pojemności 35 Ah został całkowicie rozładowany.

Oblicz, jak zmieniła się wówczas masa jego katody oraz anody.

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest popularnym magazynem energii elektrycznej stosowanym w pojazdach spalinowych. Pojemność takiej baterii (zgromadzony w niej ładunek elektryczny) wyraża się w amperogodzinach (Ah). Na przykład, w temperaturze 25 ^oC akumulator o pojemności 50 Ah jest w stanie zasilać urządzenie elektryczne przez 50 godzin prądem o natężeniu 1 A. W tym czasie ulega on rozładowywaniu, co obrazują zachodzące na jego elektrodach reakcje chemiczne:

Na podstawie: www.intercars.pl

Elektrolitem w akumulatorze kwasowo-ołowiowym jest roztwór kwasu siarkowego(VI), którego stężenie w pełni naładowanej baterii wynosi 37% masowych. Wykresy poniżej przedstawiają charakterystyki zmian stężenia procentowego tego kwasu oraz stopnia naładowania akumulatora w zależności od gęstości roztworu elektrolitu. Jeśli gęstość roztworu spadnie poniżej wartości 1,1 g∙cm^–3, wówczas akumulator uznaje się za całkowicie rozładowany.

Na podstawie: M. Matuszewski, Obsługa i konserwacja akumulatorów. Młody technik, Warszawa 1979 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Akumulator kwasowo-ołowiowy o pojemności 50 Ah posłużył jako źródło prądu stałego do przeprowadzenia elektrolizy roztworu kwasu solnego z wykorzystaniem elektrod platynowych. Zebrany bezbarwny, bezwonny produkt gazowy zajął objętość równą 5,04 dm³ (warunki normalne).

Oblicz, jakie było stężenie molowe roztworu elektrolitu znajdującego się w akumulatorze po zakończeniu jego pracy. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest popularnym magazynem energii elektrycznej stosowanym w pojazdach spalinowych. Pojemność takiej baterii (zgromadzony w niej ładunek elektryczny) wyraża się w amperogodzinach (Ah). Na przykład, w temperaturze 25 ^oC akumulator o pojemności 50 Ah jest w stanie zasilać urządzenie elektryczne przez 50 godzin prądem o natężeniu 1 A. W tym czasie ulega on rozładowywaniu, co obrazują zachodzące na jego elektrodach reakcje chemiczne:

Na podstawie: www.intercars.pl

Częściowo rozładowany akumulator można naładować. W trakcie tego procesu zmieniona zostaje polaryzacja elektrod, co w konsekwencji prowadzi do przebiegu reakcji odwrotnych.

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie procesu biegnącego podczas ładowania akumulatora kwasowo-ołowiowego.

Reakcję rozkładu tlenku azotu(I) ilustruje równanie stechiometryczne:

2N₂O_(g) → 2N_2(g) + O_2(g)

W temperaturze 1000 K stała szybkości tej reakcji chemicznej ma wartość 0,76 s^–1.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Oceń poprawność poniższych zdań wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Dla reakcji drugiego rzędu istnieje relacja opisana równaniem t_1/2·k·C_o = 1, w którym: t_1/2 to czas połowicznej przemiany (przereagowania), k – stała szybkości reakcji, natomiast C_o – początkowe stężenie substratu.

W pewnej temperaturze stała szybkości reakcji rozkładu bromku nitrozylu wynosi 0,8 dm³·mol^-1·s^-1. Proces ten jest reakcją drugiego rzędu, biegnącą zgodnie z równaniem:

2NOBr_(g) ⇄ 2NO_(g) + Br_2(g)

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Podczas zajęć laboratoryjnych dwie grupy studentów miały za zadanie ustalić pojemność reaktorów chemicznych oraz ocenić jej wpływ na początkową szybkość reakcji rozkładu 0,04 mola bromku nitrozylu. Każda z grup przeprowadziła po 10 serii pomiarowych, których celem było określenie czasów połowicznej przemiany substratu. Wyniki eksperymentu zebrano w tabeli:

Określ, w którym z reaktorów reakcja przebiegała z większą szybkością? Określ jego pojemność oraz podaj wartość początkową szybkości reakcji wraz z jednostką.

Dla reakcji drugiego rzędu istnieje relacja opisana równaniem t_1/2·k·C_o = 1, w którym: t_1/2 to czas połowicznej przemiany (przereagowania), k – stała szybkości reakcji, natomiast C_o – początkowe stężenie substratu.

W pewnej temperaturze stała szybkości reakcji rozkładu bromku nitrozylu wynosi 0,8 dm³·mol^-1·s^-1. Proces ten jest reakcją drugiego rzędu, biegnącą zgodnie z równaniem:

2NOBr_(g) ⇄ 2NO_(g) + Br_2(g)

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Podczas zajęć laboratoryjnych dwie grupy studentów miały za zadanie ustalić pojemność reaktorów chemicznych oraz ocenić jej wpływ na początkową szybkość reakcji rozkładu 0,04 mola bromku nitrozylu. Każda z grup przeprowadziła po 10 serii pomiarowych, których celem było określenie czasów połowicznej przemiany substratu. Wyniki eksperymentu zebrano w tabeli:

Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal pojemność każdego z reaktorów wykorzystanych do reakcji rozkładu 0,04 mola bromku nitrozylu w opisanych w informacji wstępnej warunkach. Wyniki podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Zeotrop przedstawiony na rysunku poniżej to diagram fazowy opisujący równowagę ciecz-para w dwuskładnikowym układzie słabo oddziałujących ze sobą, lecz mieszających się wzajemnie substancji chemicznych A i B. Udziały obu składników w każdej fazie mieszaniny przedstawiono na osi poziomej, przy czym punkty A i B odpowiadają zawartości czystego składnika. Przykładowo wartość 75% zaznaczona na osi odpowiada zawartości substancji B w danej fazie mieszaniny, gdy pozostałą ilość (25%) stanowi wówczas składnik A.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W temperaturze 20 ⁰C i pod ciśnieniem normalnym, w otwartym naczyniu umieszczono mieszaninę zawierająca 75% składnika A oraz 25% składnika B.

Oceń poprawność poniższych zdań wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Zeotrop przedstawiony na rysunku poniżej to diagram fazowy opisujący równowagę ciecz-para w dwuskładnikowym układzie słabo oddziałujących ze sobą, lecz mieszających się wzajemnie substancji chemicznych A i B. Udziały obu składników w każdej fazie mieszaniny przedstawiono na osi poziomej, przy czym punkty A i B odpowiadają zawartości czystego składnika. Przykładowo wartość 75% zaznaczona na osi odpowiada zawartości substancji B w danej fazie mieszaniny, gdy pozostałą ilość (25%) stanowi wówczas składnik A.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W temperaturze 20 ⁰C i pod ciśnieniem normalnym, w otwartym naczyniu umieszczono mieszaninę zawierająca 75% składnika A oraz 25% składnika B.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Zależność szybkości reakcji chemicznej od temperatury z pewnym przybliżeniem opisuje tzw. reguła Jacobusa H. van’t Hoffa, którą przedstawia się wzorem:

W wyrażeniu tym V_T1 oraz V_T2 to szybkości reakcji prowadzonych w temperaturach: bazowej (T₁) oraz po jej zmianie (T₂) – zwiększeniu, bądź zmniejszeniu. Parametr γ to tzw. współczynnik temperaturowy van’t Hoffa, który jest wielkością charakterystyczną dla danej reakcji chemicznej.

Na podstawie: R. Szczypiński, Projektowanie doświadczeń chemicznych. Dla maturzystów i nie tylko, Warszawa 2019.

Zbadano wpływ temperatury na szybkość pewnej reakcji chemicznej, która biegnie według schematu:

2A_(g) → 4B_(g) + C_(g)

Opisany proces prowadzono w temperaturach 100 ^oC oraz 120 ^oC. Rysunek poniżej ilustruje zależność szybkości opisanej przemiany chemicznej od stężenia substratu dla podanych wartości temperatur.

Oznaczeniom literowym T₁ oraz T₂ przypisz wartości temperatur (^oC), w jakich przeprowadzono opisaną reakcję chemiczną i określ jej rzędowość.

Zależność szybkości reakcji chemicznej od temperatury z pewnym przybliżeniem opisuje tzw. reguła Jacobusa H. van’t Hoffa, którą przedstawia się wzorem:

W wyrażeniu tym V_T1 oraz V_T2 to szybkości reakcji prowadzonych w temperaturach: bazowej (T₁) oraz po jej zmianie (T₂) – zwiększeniu, bądź zmniejszeniu. Parametr γ to tzw. współczynnik temperaturowy van’t Hoffa, który jest wielkością charakterystyczną dla danej reakcji chemicznej.

Na podstawie: R. Szczypiński, Projektowanie doświadczeń chemicznych. Dla maturzystów i nie tylko, Warszawa 2019.

Zbadano wpływ temperatury na szybkość pewnej reakcji chemicznej, która biegnie według schematu:

2A_(g) → 4B_(g) + C_(g)

Opisany proces prowadzono w temperaturach 100 ^oC oraz 120 ^oC. Rysunek poniżej ilustruje zależność szybkości opisanej przemiany chemicznej od stężenia substratu dla podanych wartości temperatur.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal szybkość tej reakcji chemicznej w temperaturze 110 ^oC, gdy stężenie substratu wynosi 2 mol∙dm^–3.

Przykładem elektrody halogenosrebrowej jest elektroda chlorosrebrowa:

AgCl_(s) + ē ⇄ Ag_(s) + Cl^–_(aq)

Elektrodę taką stanowi srebrny drucik pokryty trudno rozpuszczalnym w wodzie chlorkiem srebra, zanurzony w roztworze zawierającym jony chlorkowe. Potencjał redoks tej elektrody zależy od stężenia jonów chlorkowych, co w temperaturze 298 K ilustruje zależność:

E_Ag/AgCl = E^o_Ag/AgCl – 0,059∙log[Cl^–]

W temperaturze 298 K potencjał standardowy (E^o_Ag/AgCl) tej elektrody wynosi 0,222 V.

Na podstawie: W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Warszawa 2012.

W 0,04-molowym roztworze chlorku sodu zanurzono drucik srebrny pokryty chlorkiem srebra.

Oblicz potencjał zbudowanej w ten sposób elektrody w temperaturze 298 K.

Przykładem elektrody halogenosrebrowej jest elektroda chlorosrebrowa:

AgCl_(s) + ē ⇄ Ag_(s) + Cl^–_(aq)

Elektrodę taką stanowi srebrny drucik pokryty trudno rozpuszczalnym w wodzie chlorkiem srebra, zanurzony w roztworze zawierającym jony chlorkowe. Potencjał redoks tej elektrody zależy od stężenia jonów chlorkowych, co w temperaturze 298 K ilustruje zależność:

E_Ag/AgCl = E^o_Ag/AgCl – 0,059∙log[Cl^–]

W temperaturze 298 K potencjał standardowy (E^o_Ag/AgCl) tej elektrody wynosi 0,222 V.

Na podstawie: W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Warszawa 2012.

W temperaturze 298 K potencjał elektrody chlorosrebrowej zanurzonej w nasyconym roztworze, pozostającym w równowadze z osadem AgCl wynosi 0,51 V.

Oblicz wartość iloczynu rozpuszczalności chlorku srebra w opisanych warunkach.