• Author / Uploaded
• Daniel Cordova

Citation preview

Universidad de Sonora Ingeniería Química Alumno: Jesús Daniel Córdova Salazar Expediente: 217215368 Materia: Cinética Química Fecha: 17 de septiembre de 2019 13.23.- Escriba una ecuación que relacione la concentración de un reactivo A a t=0 con la concentración a t=1 para una reacción de primer orden. Defina todos los términos y proponga sus unidades. Haga lo mismo para una reacción de segundo orden. Ecuación de primer orden: [𝐴]𝑡

𝑙𝑛 𝑙𝑛

[𝐴]0

= −𝑘𝑡

K= constante de velocidad [=] s-1 t= tiempo [=] s [A]= concentración después de un tiempo “t” [=] M [A]0 = Concentración en t=0 [=] M Ecuación de segundo orden: 1

1

- = -kt 𝐴0 𝐴𝑡 K= constante de velocidad [=] 1/M s t= tiempo [=] s [A]t= concentración después de un tiempo [=] M [A]0 = Concentración en t=0 [=] M

13.24.- Defina vida media. Escriba la ecuación que relaciona la vida media de una reacción de primer orden con la constante de velocidad. Es el tiempo que se requiere para convertir en productos la mitad de la concentración inicial de un reactivo. T1/2=

0.643 k

Donde se puede observar que el tiempo de vida media en una reacción de primer

orden es independiente de la concentración inicial de reactivo.

13.25.- Escriba las ecuaciones que relacionan la vida media de una reacción de segundo orden con la constante de velocidad. ¿Cómo se distingue de la ecuación para una relación de primer orden? 1

T1/2= 𝑘𝐴0 El tiempo de vida media en la reacción de segundo orden, a diferencia de la de primer orden, sí depende de la concentración de reactivo a t=0. Además del número contante que se encuentra en el numerador de cada una de las dos ecuaciones.

13.26.- En el caso de una reacción de primer orden, ¿Cuánto tiempo tomará para que la concentración del reactivo disminuya hasta una octava parte de su valor original? 𝟏

Exprese la respuesta en términos de vida media (t𝟐) y en términos de la constante de velocidad k. 1

[𝐴]

𝑡 = 𝑘 𝑙𝑛 [𝐴]0 𝑡

1

[𝐴]0

𝑡 = 𝑘 𝑙𝑛 1 8

0.693

𝑡1/2 = 𝑘=

[𝐴]0

1

𝑡 = 𝑘 𝑙𝑛(8) =

2.079

0.693 𝑡1/2

𝑡=

𝑘

𝑘

2.079 0.693 𝑡1/2

=

2.079𝑡1/2 0.693

= 3𝑡1/2

13.27.- ¿Cuál es la vida media de un compuesto si 75% de una muestra de este compuesto se descompone en 60 minutos? Suponga una cinética de primer orden. 1

[𝐴]

𝑘 = 𝑡 𝑙𝑛 [𝐴]0 = 𝑡

𝑡1/2 =

0.693 𝑘

=

1 𝑡

𝑙𝑛 𝑙𝑛

[𝐴]0 1 [𝐴]0 4

0.693 3.85𝑥10−4 𝑠 −1

=

1 𝑡

𝑙𝑛 𝑙𝑛 (4) =

1.386 𝑡

=

1.386 3600 𝑠

= 3.85𝑥10−4 𝑠 −1

= 1800 𝑠 = 30 𝑚𝑖𝑛

13.28.- La descomposición térmica de la fosfina (PH3) es fosforo e hidrógeno molecular en una reacción de primer orden: 4 PH3(g) ----> P4(g) + 6H2(g) La vida media de la reacción es 35.0 s a 680°C. Calcule: a) La constante de velocidad de primer orden para la reacción T1/2=

0.643 𝑘

35.0 s= k=

0.693 35 𝑠

0.693 𝑘

= 0.0198 s-1

b) El tiempo requerido para que se descomponga el 95% de la fosfina 151 s

1

[𝐴]0

𝑘

[𝐴]𝑡

𝑡 = 𝑙𝑛 𝑙𝑛

=

1 𝑘

𝑙𝑛 𝑙𝑛

[𝐴]0 1 [𝐴]0 20

=

𝑙𝑛𝑙𝑛 20 𝑘

=

𝑙𝑛𝑙𝑛 20 0.0198 𝑠−1

= 151.30 𝑠

13.29.- La constante de velocidad para la reacción de segundo orden: 2NOBr(g) ----> 2NO(g) + Br2(g) Es 0.80 /M*s a 10°C

a) Empezando con una concentración de 0.86 M, calcule la concentración de NOBr después de 22s

[A]t=

1

=

1 +𝑘𝑡 𝐴0

1

= 0.053 M

1 0.80 +( )(22𝑠) 0.86𝑀 𝑀𝑠

b) Calcule la vida media cuando [ NOBr ]0= 0.072 M y cuando [ NOBr ]0= 0.054 M [ NOBr ] 0= 0.072 M: T1/2= 0.80 𝑀𝑠

1 (0.072 𝑀)

= 17.36 s

[ NOBr ] 0= 0.054 M:

T1/2= 0.80 𝑀𝑠

1

(0.054 𝑀)

= 23.148 s

13.30.- La constante de velocidad para la reacción de segundo orden: 2NO2(g) ---->2NO(g) + O2(g) Es 0.54/M*s a 300°C. ¿Cuánto tiempo tardará (en segundos) para que la concentración de NO2 disminuya desde 0.62 M hasta 0.28 M? 1 𝐴0

1

1

1

- 𝐴𝑡 = -kt ----> 0.62𝑀 - 0.28𝑀 = -(0.54/M s)t

t=

1 1 − 0.62𝑀 0.28𝑀 0.54 − 𝑀𝑠

= 3.6269 s