DWMED

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.

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.

Przebiegającą w fazie gazowej odwracalną reakcję syntezy jodowodoru ilustruje równanie chemiczne:

H₂ + I₂ ⇄ 2HI

W przypadku tego typu reakcji chemicznych stała równowagi wyrażana jest stosunkiem wartości stałej szybkości reakcji biegnącej w prawą stronę do wartości stałej szybkości reakcji względem niej przeciwnej. W temperaturze 393 ^oC wartości stałych szybkości syntezy oraz rozkładu jodowodoru wynoszą (odpowiednio) 0,0149 dm³∙mol^–1∙s^–1 oraz 2,4∙10^–4 dm³∙mol^–1∙s^–1.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Do reaktora o pojemności 1 dm³ wprowadzono 0,04 mola przesublimowanego jodu oraz dwukrotnie mniejszą, niż wymaga tego stechiometria reakcji liczbę moli wodoru. Zawartość naczynia, stanowiącą substraty w gazowym stanie skupienia ogrzano do temperatury 393 ^oC i zainicjowano reakcję chemiczną. Po pewnym czasie w układzie ustalił się stan równowagi.

Uzasadnij na podstawie niezbędnych obliczeń, że w stanie równowagi w opisanych wa-runkach wartości szybkości wymienionych przemian – syntezy jodowodoru oraz jego rozkładu są sobie równe.

Przebiegającą w fazie gazowej odwracalną reakcję syntezy jodowodoru ilustruje równanie chemiczne:

H₂ + I₂ ⇄ 2HI

W przypadku tego typu reakcji chemicznych stała równowagi wyrażana jest stosunkiem wartości stałej szybkości reakcji biegnącej w prawą stronę do wartości stałej szybkości reakcji względem niej przeciwnej. W temperaturze 393 ^oC wartości stałych szybkości syntezy oraz rozkładu jodowodoru wynoszą (odpowiednio) 0,0149 dm³∙mol^–1∙s^–1 oraz 2,4∙10^–4 dm³∙mol^–1∙s^–1.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Do reaktora o pojemności 1 dm³ wprowadzono 0,04 mola przesublimowanego jodu oraz dwukrotnie mniejszą, niż wymaga tego stechiometria reakcji liczbę moli wodoru. Zawartość naczynia, stanowiącą substraty w gazowym stanie skupienia ogrzano do temperatury 393 ^oC i zainicjowano reakcję chemiczną. Po pewnym czasie w układzie ustalił się stan równowagi.

Oblicz wartość ciśnienia panującego w opisanym reaktorze, gdy w temperaturze 393 ^oC osiągnięty został stan równowagi. Wynik wyraź w kilopaskalach (kPa) z dokładnością do trzech cyfr znaczących.