Химическая кинетика и электрохимия
Автор: Merroy • Декабрь 1, 2023 • Контрольная работа • 1,002 Слов (5 Страниц) • 59 Просмотры
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Волгоградский государственный технический университет»
Химико-технологический факультет
Кафедра «Аналитическая, физическая химия и физико-химия полимеров»
Контрольно-семестровая работа
по физической химии
«Химическая кинетика и электрохимия»
Вариант 20
Выполнила студентка:
Группы ХТ-341
Толочко Е.А
Проверил:
канд. хим. наук, доцент
Брунилин Р.В.
Волгоград, 2023
Задача 3.2. Для указанной реакции дана константа скорости омыления – k = 3,82. Вычислить время, необходимое для омыления эфира, взятого в объеме V1 и концентрации c1 (моль/л), если для омыления к указанному количеству эфира добавить:
а) V1 = 1,25 м3 раствора NaOH (KOH) концентрации с1 = 0,10 моль/л;
б) V2 = 1,20 м3 раствора NaOH (KOH) концентрации с2 = 0,12 моль/л;
в) V3 = 1,20 м3 раствора NaOH (KOH) концентрации с3 = 0,09 (моль/л)
для случая, когда прореагирует 10, 20, 30,…, N % эфира.(N=90)
Построить графики зависимости скорости реакции (степени превращения) от времени. Сделать вывод о влиянии исходных концентраций щелочи на скорость реакции.
С2H5COOCH3 +NaOH 🡪С2H5COONa +СH3OH
Решение
Реакция щелочения (омыления) обычно происходит в соответствии с молекулярным уровнем, то есть количество реагентов (щелочи и кислоты) влияет на скорость реакции. Такие реакции обычно имеют порядок реакции 2.
а) Начальные условия:
V1 С2H5COOCH3 = 1,25 м3
V1 NaOH = 1,25 м3
С1 С2H5COOCH3= 0,10 моль/л
С1 NaOH = 0,10 моль/л
k= 3,82 л/(моль* ) [pic 1]
Уравнение скорости для реакции второго порядка имеет вид:
[pic 2]
Интегрируя это уравнение, мы получим:
[pic 3]
Для расчетов мы воспользуемся уравнением,тк Сa=Cb :
[pic 4]
Через убыль (C=Co-x):
[pic 5]
Общий обьем будет в 2 раза больше начального ,поэтому концентрация эфира разбавиться в 2 раза ,изначально у нас концентрация была 0,10 моль/л,разделим на 2 получим 0,05 моль/л ,это начальная концентрация реагента.В задачи нам дали процент прореагировавшего эфира от 10 до 90 с шагом 10 . Следовально ,если 10 % прореагировавшего эфира то остается не прореагировавшим 90 %,20 % то 80 % не прореагировашего и т.д.
Произведем расчеты на основании всего выше изложенного:
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
б) Начальные условия:
V1 С2H5COOCH3 = 1,25 м3
V2 NaOH = 1,20 м3
С1 С2H5COOCH3= 0,10 моль/л
С2 NaOH = 0,12 моль/л
k= 3,82 л/(моль* мин)
Решение
Из услови видно что Сa≠Cb, тогда Сa=Сoa – x,Cb= Cob – x.
[pic 15]
Для расчетов мы воспользуемся формулой:
[pic 16]
Посчитаем количество молей веществ по формуле:
v= C*V
v С2H5COOCH3=1,25*0,1*1000=125 молей
v NaOH =1,2*0,12*1000=144 молей
Вычислим обьем раствора:
Vраствора=1,2+1,25= 2,45 м3=2450 л
Рассчитаем концентрацию каждого вещесва в растворе :
С NaOH = моль/л[pic 17]
С С2H5COOCH3= ==0,051 моль/л[pic 18][pic 19]
В задачи нам дали процент прореагировавшего эфира от 10 до 90 с шагом 10.Рассчитам время для данных процентов.
=мин[pic 20][pic 21]
=мин[pic 22][pic 23]
=мин[pic 24][pic 25]
=мин[pic 26][pic 27]
=мин[pic 28][pic 29]
=мин[pic 30][pic 31]
=мин[pic 32][pic 33]
=мин[pic 34][pic 35]
=мин[pic 36][pic 37]
в) Начальные условия:
V1 С2H5COOCH3 = 1,25 м3
V3 NaOH = 1,20 м3
С1 С2H5COOCH3= 0,10 моль/л
С3 NaOH = 0,09 моль/л
...