Намунаҳои саволҳо ва муҳокимаи муодилаҳои суръати реаксия ва тартиби реаксия
Фаҳмидан ва омӯхтани суръати реаксия ва тартиботи реаксия қисми муҳими омӯзиши кинетикаи кимиёвӣ мебошад. Дар ин мақола, мо мафҳумҳои асосиро муҳокима хоҳем кард, масъалаҳои мисолӣ пешниҳод хоҳем кард ва муодилаҳои суръати реаксия ва тартиботи реаксияро муҳокима хоҳем кард.
Муқаддима ба суръати реаксия ва тартиби реаксия
Суръати реаксия
Суръати реаксия суръати тағйирёбии консентратсияи реактив ё маҳсулот дар як воҳиди вақт аст. Дар муодилаҳои суръат, мо аксар вақт шакли умумии зеринро мебинем:
\[ \text{rate} = k \cdot [A]^m \cdot [B]^n \]
Ди мана:
– \(\text{rate}\) суръати реаксия аст.
– \(k\) доимии суръати реаксия аст.
– \([A]\) ва \([B]\) консентратсияҳои реактивҳои A ва B мебошанд.
– \(m\) ва \(n\) тартиби реаксияҳо нисбат ба A ва B мебошанд.
Тартиби реаксия
Тартиби реаксия нишон медиҳад, ки консентратсияи реактив ба суръати реаксия чӣ қадар таъсир мерасонад. Тартиби умумии реаксия ҷамъи тартибҳои ҳар як реактив аст.
Намунаҳои саволҳо ва муҳокимаи суръати реаксия ва тартиби реаксия
Намунаи саволи 1
Савол:
Реаксияи байни моддаи А ва моддаи В бо муодилаи химиявии зерин дода мешавад:
\[ A + 2B \rightarrow C \]
Маълум аст, ки суръати реаксия барои ин реаксия чунин аст:
\[ \text{rate} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \]
1. Тартиби реаксияро нисбат ба A ва B муайян кунед.
2. Тартиби умумии реаксияро муайян кунед.
Муҳокима:
1. Аз муодилаи суръат \( \text{rate} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \), мо метавонем бубинем, ки:
– Тартиби реаксия нисбат ба A 2 аст (зеро дараҷаи \([A]\) 2 аст).
– Тартиби реаксия нисбат ба B 1 аст (зеро дараҷаи \([B]\) 1 аст).
2. Тартиби умумии реаксия ҷамъи тартибҳои ҳар як реактив аст:
– Ҷамъи фармоиш = Фармоиши A + Фармоиши B = 2 + 1 = 3.
Намунаи саволи 2
Савол:
Аз таҷриба, маълумоти зерин дар бораи суръати реаксия ба даст оварда шуд:
| [A] (мол/л) | [B] (мол/л) | Суръати реаксия (мол/л с) |
|———-|———-|————————–|
| 0.1 | 0.1 | 0.01 |
| 0.1 | 0.2 | 0.02 |
| 0.2 | 0.2 | 0.08 |
1. Тартиби реаксияро барои реактивҳои А ва В муайян кунед.
2. Константаи суръати реаксияро (k) ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Барои муайян кардани тартиби реаксия, мо бояд бубинем, ки суръати реаксия ҳангоми тағир ёфтани консентратсияи реактивҳо чӣ гуна тағйир меёбад:
– Тартиби реаксияро нисбат ба A муайян кунед:
Таҷрибаҳои 2 ва 3-ро муқоиса кунед:
– \([A]\) аз 0.1 M то 0.2 M меафзояд (ду баробар мешавад), дар ҳоле ки \([B]\) 0.2 M боқӣ мемонад.
– Суръати реаксия аз 0.02 мол/л с то 0.08 мол/л с (чор маротиба) меафзояд.
Тартиби реаксия нисбат ба А-ро бо муодилаи зерин муайян кардан мумкин аст:
\[ \left(\frac{0.2}{0.1}\right)^m = \frac{0.08}{0.02} \]
\[ 2^m = 4 \]
\[ m = 2 \]
– Тартиби реаксияро нисбат ба B муайян кунед:
Таҷрибаҳои 1 ва 2-ро муқоиса кунед:
– \([B]\) аз 0.1 M то 0.2 M меафзояд (ду баробар мешавад), дар ҳоле ки \([A]\) 0.1 M боқӣ мемонад.
– Суръати реаксия аз 0.01 мол/л с то 0.02 мол/л с (ду баробар) меафзояд.
Тартиби реаксия нисбат ба B-ро бо муодилаи зерин муайян кардан мумкин аст:
\[ \left(\frac{0.2}{0.1}\right)^n = \frac{0.02}{0.01} \]
\[ 2^n = 2 \]
\[ n = 1 \]
2. Константаи суръати реаксияро (k) муайян кунед:
Маълумоти яке аз таҷрибаҳоро истифода баред (масалан, таҷриба 1):
\[ \text{rate} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \]
\[ 0.01 = k \cdot (0.1)^2 \cdot 0.1 \]
\[ 0.01 = k \cdot 0.001 \]
\[ k = \frac{0.01}{0.001} = 10 \, \text{L}^2/(\text{mol}^2 \cdot \text{s}) \]
Намунаи саволи 3
Савол:
Реаксия аз рӯи муодилаи суръатӣ зерин сурат мегирад:
\[ \text{rate} = k \cdot [A]^{1/2} \cdot [B]^2 \]
Агар консентратсияҳои ибтидоии A ва B мутаносибан 0.36 М ва 0.2 М бошанд, суръати реаксия дар ин нуқта чӣ гуна аст, агар \( k = 5 \, \text{L}^{5/2} / (\text{mol}^{5/2} \cdot \text{s}) \) бошад?
Муҳокима:
Муодилаи додашудаи суръатро истифода баред:
\[ \text{rate} = k \cdot [A]^{1/2} \cdot [B]^2 \]
Арзишҳои додашударо ворид кунед:
\[ \text{rate} = 5 \cdot (0.36)^{1/2} \cdot (0.2)^2 \]
Арзиши консентратсияро ҳисоб кунед:
\[ (0.36)^{1/2} = 0.6 \]
\[ (0.2)^2 = 0.04 \]
Акнун, ин арзишҳоро ба муодила пайваст кунед:
\[ \text{rate} = 5 \cdot 0.6 \cdot 0.04 \]
\[ \text{rate} = 5 \cdot 0.024 \]
\[ \text{rate} = 0.12 \, \text{mol/L\ s} \]
Суръати реаксия дар ин консентратсия 0.12 мол/л с аст.
Хулоса
Муодилаи суръати реаксия ва тартиби реаксия мафҳумҳои асосии кинетикаи кимиёвӣ мебошанд. Бо фаҳмидани он, ки чӣ гуна консентратсияи реактивҳо ба суръати реаксия таъсир мерасонанд, мо метавонем суръати реаксияро ҳисоб кунем ва доимии суръатро муайян кунем. Дар ин мақола мисолҳои масъалаҳо ва роҳҳои ҳалли онҳо барои кӯмак ба фаҳмиши ин мафҳумҳо оварда шудаанд. Фаҳмиши хуби ин мавзӯъҳо барои татбиқи амалӣ дар лабораторияҳои химия ва равандҳои саноатӣ муҳим аст.
Бо машқҳои мунтазам ва таҳлили бодиққат, мо метавонем беҳтар дарк кунем, ки чӣ тавр тартиби реаксияҳоро муайян кардан ва муодилаҳои суръатро дар вазъиятҳои гуногун истифода бурдан мумкин аст. Омӯзиши хуб!
