1. Константа скорости простой реакции NO + О3 → NO2+ О2 равна 0,1 л/(моль·мин). а) рассчитайте скорость реакции при Со(NO) = 0,4 моль/л и Со(О3) = 0,3 моль/л. б) рассчитайте скорость реакции в момент, когда концентрация озона уменьшится в три раза. (V1 = 0,012 моль/л·мин, V2=0,004 моль/л·мин)
2. Константа скорости гидролиза сахарозы при 25°С равна 3,2 · 10-3 ч-1. Рассчитайте: а)
время за которое подвергнется гидролизу 10% исходного количества сахарозы; б) какая часть сахарозы подвергнется гидролизу через 5 суток; в) период полупревращения реакции.(68%, τ0,5= 26 ч)
а) Для расчета скорости реакции при заданных концентрациях реагентов (Co(NO) = 0,4 моль/л и Co(O3) = 0,3 моль/л) воспользуемся законом действующих масс, который гласит, что скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов.
Скорость реакции (V) = k * Co(NO) * Co(O3)
Где k - константа скорости реакции, Co(NO) и Co(O3) - концентрации реагентов.
Подставляем данные в формулу:
V = 0,1 л/(моль·мин) * 0,4 моль/л * 0,3 моль/л = 0,012 л/(мин)
Ответ: скорость реакции при данных концентрациях реагентов равна 0,012 л/(мин).
б) Чтобы рассчитать скорость реакции в момент, когда концентрация озона уменьшится в три раза, воспользуемся опять законом действующих масс. Поскольку скорость реакции остается неизменной, даже если мы меняем концентрации реагентов, можно использовать соотношение между концентрациями и скоростями реакции.
V1/V2 = Co1(O3)/Co2(O3)
где V1 и V2 - скорости реакции, Co1(O3) и Co2(O3) - концентрации озона.
Подставляем данные в формулу и находим V2:
0,012 моль/л·мин/V2 = 0,3 моль/л / (0,3 моль/л * 3) = 0,1 моль/л
Ответ: скорость реакции в момент, когда концентрация озона уменьшится в три раза, равна 0,1 моль/л·мин.
2. Для решения данного вопроса нам нужны данные о константе скорости гидролиза сахарозы и время.
а) Для расчета времени, за которое подвергнется гидролизу 10% исходного количества сахарозы, воспользуемся формулой:
t = (ln(Co/C) / k)
где t - время, Co - исходная концентрация сахарозы, C - конечная концентрация сахарозы (10% от исходной), k - константа скорости гидролиза.
Подставляем данные в формулу:
t = (ln(1/0.1) / 3.2 * 10^-3) час
Ответ: время, за которое подвергнется гидролизу 10% исходного количества сахарозы, равно (ln(1/0.1) / 3.2 * 10^-3) час.
б) Для расчета части сахарозы, которая подвергнется гидролизу через 5 суток, воспользуемся формулой:
C = Co * e^(-kt)
где C - конечная концентрация сахарозы через заданное время, Co - исходная концентрация сахарозы, k - константа скорости гидролиза, t - время.
Подставляем данные в формулу:
C = 1 * e^(-3.2 * 10^-3 * 24 * 5)
Ответ: часть сахарозы, которая подвергнется гидролизу через 5 суток, равна 1 * e^(-3.2 * 10^-3 * 24 * 5).
в) Для рассчета периода полупревращения реакции (τ0,5) используем формулу:
τ0,5 = ln(2) / k
где τ0,5 - период полупревращения реакции, k - константа скорости гидролиза.
Подставляем данные в формулу:
τ0,5 = ln(2) / 3.2 * 10^-3
Ответ: период полупревращения реакции равен ln(2) / 3.2 * 10^-3.