Μάθημα 43 από 102

Ταχύτητα αντίδρασης

Υπολογίζεις τη μέση ή τη στιγμιαία ταχύτητα αντίδρασης από τη μεταβολή συγκέντρωσης, με το σωστό πρόσημο, τον στοιχειομετρικό συντελεστή και τη μονάδα χρόνου.

Πηγή: Σχολικό βιβλίο, σελ. PDF 74 έως 76, σελ. βιβλίου 73 έως 75, ενότητα 3.1
Αναγνωριστικό πηγής
itye.textbooks:8547/2600
Θέση στην πηγή
PDF pp. 74 to 76, printed pp. 73 to 75, section 3.1
Οι αποθηκευμένες σουΣύνδεση

Οι αποθηκευμένες σελίδες μένουν σε αυτή τη συσκευή. Συνδέσου για να τις βρεις σε άλλη συσκευή.

Με μια ματιά

Σε κλειστό σύστημα σταθερού όγκου υπολογίζεις την ταχύτητα αντίδρασης από τη μεταβολή συγκέντρωσης ως προς τον χρόνο. Για την εξισωμένη αντίδραση aA+bB⟶cC+dDa\chem{A}+b\chem{B}\rxn c\chem{C}+d\chem{D} χρησιμοποιείς v=−1aΔ[A]Δt=−1bΔ[B]Δt=1cΔ[C]Δt=1dΔ[D]Δt\rate=-\frac{1}{a}\frac{\Delta\conc{\chem{A}}}{\Delta t}=-\frac{1}{b}\frac{\Delta\conc{\chem{B}}}{\Delta t}=\frac{1}{c}\frac{\Delta\conc{\chem{C}}}{\Delta t}=\frac{1}{d}\frac{\Delta\conc{\chem{D}}}{\Delta t}, ώστε να συνδέεις τις ταχύτητες κατανάλωσης και σχηματισμού με την ταχύτητα αντίδρασης. Για μέση ταχύτητα χρησιμοποιείς ένα χρονικό διάστημα, ενώ για στιγμιαία ταχύτητα βρίσκεις την κλίση της εφαπτομένης στην καμπύλη συγκέντρωσης-χρόνου. Αναφέρεις μονάδα συγκέντρωσης ανά μονάδα χρόνου και διατηρείς τη μονάδα χρόνου των δεδομένων.

Κεντρική ιδέα

Σε κλειστό σύστημα σταθερού όγκου υπολογίζεις την ταχύτητα από τη μεταβολή της συγκέντρωσης σε σχέση με τον χρόνο. Για ένα αντιδρών χρησιμοποιείς το αρνητικό της μεταβολής, ώστε η ταχύτητα κατανάλωσης να είναι μη αρνητική. −Δ[A]Δt-\frac{\Delta\conc{\chem{A}}}{\Delta t} Για ένα προϊόν χρησιμοποιείς τη θετική μεταβολή, ώστε να βρίσκεις την ταχύτητα σχηματισμού του. Δ[C]Δt\frac{\Delta\conc{\chem{C}}}{\Delta t} Για τη γενική εξισωμένη αντίδραση γράφεις aA+bB⟶cC+dDa\chem{A}+b\chem{B}\rxn c\chem{C}+d\chem{D} και διαιρείς κάθε ταχύτητα κατανάλωσης ή σχηματισμού με τον αντίστοιχο θετικό στοιχειομετρικό συντελεστή. v=−1aΔ[A]Δt=−1bΔ[B]Δt=1cΔ[C]Δt=1dΔ[D]Δt\rate=-\frac{1}{a}\frac{\Delta\conc{\chem{A}}}{\Delta t}=-\frac{1}{b}\frac{\Delta\conc{\chem{B}}}{\Delta t}=\frac{1}{c}\frac{\Delta\conc{\chem{C}}}{\Delta t}=\frac{1}{d}\frac{\Delta\conc{\chem{D}}}{\Delta t} Για μέση ταχύτητα χρησιμοποιείς τη μεταβολή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Για στιγμιαία ταχύτητα σε καμπύλη συγκέντρωσης-χρόνου φέρνεις την εφαπτομένη στη συγκεκριμένη χρονική στιγμή και βρίσκεις την κλίση της. Έπειτα εφαρμόζεις το πρόσημο του είδους και διαιρείς με τον στοιχειομετρικό συντελεστή. Αναφέρεις μονάδα συγκέντρωσης ανά μονάδα χρόνου και διατηρείς τη μονάδα χρόνου των δεδομένων.

Μέση ταχύτητα από μεταβολή αντιδρώντος

Υπολογίζεις τη μέση ταχύτητα αντίδρασης σε κλειστό σύστημα σταθερού όγκου.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

  1. Δείξε το βήμα 1

    Καταγράφεις την εξισωμένη αντίδραση και το χρονικό διάστημα των δεδομένων. 2A⟶B,Δt=20s2\chem{A}\rxn\chem{B},\qquad \Delta t=20\unit{s}

  2. Δείξε το βήμα 2

    Υπολογίζεις τη μεταβολή της συγκέντρωσης του αντιδρώντος από την αρχική τιμή έως την τελική. Δ[A]=0.40−0.80=−0.40mol L−1\Delta\conc{\chem{A}}=0.40-0.80=-0.40\unit{mol\,L^{-1}}

  3. Δείξε το βήμα 3

    Εφαρμόζεις το αρνητικό πρόσημο και βρίσκεις τη μέση ταχύτητα κατανάλωσης του αντιδρώντος. −Δ[A]Δt=−−0.4020=0.020mol L−1 s−1-\frac{\Delta\conc{\chem{A}}}{\Delta t}=-\frac{-0.40}{20}=0.020\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

  4. Δείξε το βήμα 4

    Διαιρείς με τον στοιχειομετρικό συντελεστή 2 και παίρνεις τη μέση ταχύτητα αντίδρασης. v=12⋅0.020=0.010mol L−1 s−1\rate=\frac{1}{2}\cdot0.020=0.010\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

Στιγμιαία ταχύτητα από εφαπτομένη

Σε κλειστό σύστημα σταθερού όγκου, η εφαπτομένη της καμπύλης του προϊόντος δίνει θετική κλίση στη συγκεκριμένη στιγμή. Υπολογίζεις την ταχύτητα αντίδρασης και την ταχύτητα κατανάλωσης του δεύτερου αντιδρώντος.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

  1. Δείξε το βήμα 1

    Καταγράφεις την εξισωμένη αντίδραση και την κλίση της εφαπτομένης για το προϊόν. 2A+B⟶2C,Δ[C]Δt=0.080mol L−1 s−12\chem{A}+\chem{B}\rxn2\chem{C},\qquad \frac{\Delta\conc{\chem{C}}}{\Delta t}=0.080\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

  2. Δείξε το βήμα 2

    Αναγνωρίζεις τη θετική κλίση ως στιγμιαία ταχύτητα σχηματισμού του προϊόντος. Δ[C]Δt=0.080mol L−1 s−1\frac{\Delta\conc{\chem{C}}}{\Delta t}=0.080\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

  3. Δείξε το βήμα 3

    Διαιρείς με τον στοιχειομετρικό συντελεστή 2 και βρίσκεις τη στιγμιαία ταχύτητα αντίδρασης. v=12⋅0.080=0.040mol L−1 s−1\rate=\frac{1}{2}\cdot0.080=0.040\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

  4. Δείξε το βήμα 4

    Πολλαπλασιάζεις την ταχύτητα αντίδρασης με τον συντελεστή 1 και βρίσκεις την ταχύτητα κατανάλωσης του δεύτερου αντιδρώντος. −Δ[B]Δt=1⋅0.040=0.040mol L−1 s−1-\frac{\Delta\conc{\chem{B}}}{\Delta t}=1\cdot0.040=0.040\unit{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

Συνηθισμένα λάθη

  • Η κατανάλωση αντιδρώντος δίνει μη αρνητική ταχύτητα. Βάλε αρνητικό πρόσημο πριν από τη μεταβολή της συγκέντρωσής του.
  • Η ταχύτητα ενός είδους δεν ισούται γενικά με την ταχύτητα αντίδρασης. Διαίρεσε με τον αντίστοιχο θετικό στοιχειομετρικό συντελεστή.
  • Η κλίση χορδής δίνει μέση και όχι στιγμιαία ταχύτητα. Για στιγμιαία ταχύτητα χρησιμοποίησε την κλίση εφαπτομένης.
  • Όταν τα δεδομένα χρόνου είναι σε λεπτά, η μονάδα της ταχύτητας περιέχει λεπτά. Για να χρησιμοποιήσεις δευτερόλεπτα, μετέτρεψε συνεπώς και την τιμή.
  • Η ταχύτητα μεταβολής ποσότητας διαφέρει από την ταχύτητα μεταβολής συγκέντρωσης. Χρησιμοποίησε σωστά τον γνωστό σταθερό όγκο πριν τη μετατροπή.

Φορτώνεται η αποθηκευμένη πρόοδός σου.

Η πρόοδός σου

Κατακτάς την ενότητα με τουλάχιστον 3 σωστές λύσεις και βαθμό τουλάχιστον 70%. Η ανάγνωση καταγράφει μόνο πότε την είδες.