Reakce prvního řádu trvá 100 minut pro dokončení 60% rozkladu 60% reakce je čas, kdy 90% reakce skončí?

Reakce prvního řádu trvá 100 minut pro dokončení 60% rozkladu 60% reakce je čas, kdy 90% reakce skončí?
Anonim

Odpovědět:

Přibližně #251.3# minut.

Vysvětlení:

Funkce exponenciálního rozpadu modeluje počet molů reaktantů, které zůstávají v daném čase v reakcích prvního řádu. Následující vysvětlení počítá konstantu rozpadu reakce z daných podmínek, a proto zjistí dobu potřebnou k dosažení reakce. #90%# dokončení.

Nechte zbývající počet molů reaktantů #n (t) #, funkce s ohledem na čas.

#n (t) = n_0 * e ^ (- lambda * t) #

kde # n_0 # počáteční množství částic reaktantu a. t # lambda # konstantu rozpadu. Hodnota # lambda # lze vypočítat z počtu molů reaktantů, které zůstaly v daném čase. Otázka uvádí, že existují #(1-60%)=40%=0.40# reaktantních částic # t = 100 barev (bílá) (l) "min" #. Pronájem # n_0 = 1 barva (bílá) (l) "mol" #,

# 1.00 barva (bílá) (l) "mol" * e ^ (- lambda * 100 barva (bílá) (l) "min") = 0.40 barva (bílá) (l) "mol" #

# -lambda * 100 barva (bílá) (l) "min" = ln ((barva 0,40 barvy (bílá) (l) barva (červená) (zrušení (barva (černá) ("mol"))) / (barva barvy 1,00) (bílá) (l) barva (červená) (zrušit (barva (černá) ("mol"))))) # #

Proto #lambda = - (ln (0,40)) / (100 barev (bílá) (l) "min") ~ ~ 9.162 * 10 ^ (- 3) barva (bílá) (l) "min" ^ (- 1) #

Nechat #n (t) = (1-90%) * 1.00 Barva (bílá) (l) "mol" = 0.10 barva (bílá) (l) "mol" # a řešit #color (darkblue) (t) #:

# 1.00 barva (bílá) (l) "mol" * e ^ (- lambda * barva (darkblue) (t)) = 0.10 barva (bílá) (l) "mol" #

# -lambda * barva (darkblue) (t) = ln ((barva 0.10 (bílá) (l) (červená) (zrušit (barva (černá) ("mol"))) / (barva 1.00 (bílá) (bílá) (l) barva (červená) (zrušit (barva (černá) ("mol"))))) # #

#t = - (ln (0,10)) / (lambda) = - (ln (0,10)) / (9,162 * 10 ^ (- 3) barva (bílá) (l) "min" ^ (- 1)) = 251,3 barva (bílá) (l) "min" #

To znamená: trvá přibližně #251.3# minut na dokončení reakce #90%#.

Viz také

Je zde úhledné vysvětlení pro vyjádření počtu molů reaktivních částic, které zůstávají v čase # t # o chemii LibreText. Viz http://chem.libretexts.org/Core/Fyzikální a teoretická chemie/Kinetika/Rate_Laws/The_Rate_Law