روش نوشتن معادله سرعت واکنش و تعیین ثابت سرعت k | سوال سینتیک شیمی عمومی

تدریس خصوصی شیمی عمومی General Chemistry

استاد شیمی آلی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – استاد برتر شیمی آلی ایران

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

سوال ۱ از تمارین آخر فصل ۱۴ شیمی عمومی چارلز مورتیمر

در واکنشی که A و B، ماده C را تشکیل می دهند، داده های جدول زیر از ۳ آزمایش مختلف به دست آمده اند.

معادله سرعت این واکنش چیست؟

مقدار عددی ثابت سرعت، k، چقدر است؟

[A]  ;  mol/L	[B]  ;  mol/L	RateC  ;  mol/L.s
۰٫۳	۰٫۱۵	۰٫۰۰۰۷
۰٫۶	۰٫۳	۰٫۰۰۲۸
۰٫۳	۰٫۳	۰٫۰۰۱۴

استاد خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

پاسخ و راه حل:

ببینید دوستان عزیزم، در مسائل سرعت لحظه ای (بر خلاف سرعت متوسط)، اصلا نیازی به دانستن ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده ها و فراورده ها نیست. چون در تعیین معادله سرعت لحظه ای واکنش ها، آن چیزی که ما نیاز داریم مرتبه تجربی واکنش دهنده ها است نه ضرایب استوکیومتری آن ها.

با توجه به اینکه در واکنش ما، فقط دو نوع واکنش دهنده A و B شرکت می کنند، بنابراین معادله کلی سرعت لحظه ای واکنش به صورت زیر خواهد بود. فقط توجه داشته باشید که k ثابت سرعت واکنش بوده و m و n مرتبه های تجربی واکنش دهنده ها است که قراره از داده های تجربی جدول برای به دست آوردن آن ها استفاده کنیم.

R = k × [A]^m × [B]ⁿ

برای به دست آوردن m کافی است که از داده های ردیف های دوم و سوم استفاده کنیم.

اولا غلظت ماده A در این دو ردیف متفاوت است.

ثانیا غلظت ماده B در این دو ردیف ثابت است.

([A]₂/[A]₃)^m = Rate₂/Rate₃

⇓

(۰٫۶/۰٫۳)^m = 0.0028/0.0014

⇓

۲^m = 2

⇓

m = 1

برای به دست آوردن n کافی است که از داده های ردیف های اول و سوم استفاده کنیم.

اولا غلظت ماده B در این دو ردیف متفاوت است.

ثانیا غلظت ماده A در این دو ردیف ثابت است.

([B]₃/[B]₁)ⁿ = Rate₃/Rate₁

⇓

(۰٫۳/۰٫۱۵)ⁿ = 0.0014/0.0007

⇓

۲ⁿ = 2

⇓

n = 1

بنابراین معادله سرعت این واکنش به صورت زیر خواهد بود:

R = k × [A] × [B]

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

برای به دست آوردن ثابت سرعت واکنش کافی است که داده های یکی از واکنش های تجربی (برای مثال ردیف سوم) را در معادله سرعت وا کنش قرار دهیم تا k به دست آید.

R = k × [A] × [B]

⇓

۰٫۰۰۱۴ = k × ۰٫۳ × ۰٫۳

⇓

k = 0.0156

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

دکتر مهدی نباتی

استاد برجسته شیمی آلی ایران

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی، شیمی عمومی و شیمی دارویی

تدریس خصوصی آنلاین شیمی آلی شیمی معدنی شیمی عمومی شیمی دارویی شیمی ارگانیک دانشگاه های داخل و خارج کشور