Для реакции в растворе 2Fe³⁺ + Sn²⁺ = 2Fe²⁺ + Sn⁴⁺ получены следующие опытные данные:

Концентрация Fe³⁺, моль/л  0,2   0,6   0,8   0,6   0,6

Концентрация Sn²⁺, моль/л  0,2   0,2   0,2   0,4   0,6

Скорость (усл.ед.)                2      6      8      12    18

Какое кинетическое уравнение можно вывести для этой реакции?

Химия 11 класс Кинетика химических реакций реакция в растворе концентрация и скорость кинетическое уравнение Fe3+ Sn2+ химия реакции опытные данные химия Новый

Для того чтобы вывести кинетическое уравнение реакции, нужно проанализировать, как скорость реакции зависит от концентраций реагентов. В данном случае мы имеем реакцию:

2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+

Сначала запишем данные, которые у нас есть:

• Концентрация Fe3+: 0,2; 0,6; 0,8; 0,6; 0,6 (моль/л)
• Концентрация Sn2+: 0,2; 0,2; 0,2; 0,4; 0,6 (моль/л)
• Скорость реакции (усл.ед.): 2; 6; 8; 12; 18

Теперь мы будем использовать метод, основанный на изменении концентраций реагентов и наблюдении за изменением скорости реакции. Мы будем искать порядок реакции по каждому из реагентов.

Шаг 1: Определение порядка по Sn2+

Сравним данные, где концентрация Fe3+ остается постоянной, а концентрация Sn2+ изменяется. Например, сравним первые два и последние два эксперимента:

• Эксперимент 1: [Fe3+] = 0,2, [Sn2+] = 0,2, скорость = 2
• Эксперимент 4: [Fe3+] = 0,6, [Sn2+] = 0,4, скорость = 12

Теперь найдем, как изменяется скорость при изменении концентрации Sn2+:

• Скорость увеличилась с 2 до 12 (увеличение в 6 раз).
• Концентрация Sn2+ увеличилась с 0,2 до 0,4 (увеличение в 2 раза).

Теперь можно выразить зависимость:

Скорость пропорциональна [Sn2+]^n. Если скорость увеличилась в 6 раз, а концентрация в 2 раза, то:

6 = k * (2^n)
n = 2 (порядок по Sn2+).

Шаг 2: Определение порядка по Fe3+

Теперь сравним данные, где концентрация Sn2+ остается постоянной, а концентрация Fe3+ изменяется. Например, сравним второй и третий эксперименты:

• Эксперимент 2: [Fe3+] = 0,6, [Sn2+] = 0,2, скорость = 6
• Эксперимент 3: [Fe3+] = 0,8, [Sn2+] = 0,2, скорость = 8

Теперь найдем, как изменяется скорость:

• Скорость увеличилась с 6 до 8 (увеличение в 1,33 раза).
• Концентрация Fe3+ увеличилась с 0,6 до 0,8 (увеличение в 1,33 раза).

Сравнивая изменения, мы видим, что:

1,33 = k * (1,33^m)
m = 1 (порядок по Fe3+).

Шаг 3: Запись кинетического уравнения

Теперь мы можем записать общее кинетическое уравнение. Мы имеем порядок реакции по Fe3+ равный 1 и по Sn2+ равный 2:

v = k[Fe3+][Sn2+]^2

Таким образом, кинетическое уравнение для данной реакции будет:

v = k[Fe3+][Sn2+]^2

где v - скорость реакции, k - константа скорости реакции, [Fe3+] и [Sn2+] - концентрации реагентов.