Reaksiyon Mertebesinin Bulunması

S o r u

Başlangıç kısmi basıncı 363 torr olan asetaldehit aşağıdaki reaksiyon denklemine göre parçalanmaya uğratılmıştır.

CH3CHO→CH4+CO

yüzde 5.0 parçalanmaya uğradığında reaksiyonun hızının 1.07 torr s−1, yüzde 20.0 parçalanmaya uğradığında ise reaksiyon hızının 0.76 torr s−1 olduğu bulunmuştur.

(a). Bu bilgilere göre asetaldehitin parçalanma reaksiyonu kaçıncı mertebeden bir reaksiyondur?

(b). Yüzde parçalanmaya uğradığında reaksiyon hızı ne kadar olur?

H e s a p l a m a l a r

(a). Asetaldehitin başlangıçtaki basıncı 363 torr olduğundan yüzde 5 i parçalandığındaki basıncı;

P=Po−5100Po

P=(363torr)−5100(363torr)=344.85torr

Yüzde 20 si parçalandığında

P=Po−20100Po

P=(363torr)−20100(363torr)=290.4torr

Reaksiyon hızı yalnızca asetaldehit konsantrasyonuna bağlı ise, hız denklemi için

υ=kPn[CH3CHO]

yazılabilir. İki farklı basınçtaki parçalanma hızları birbirine oranlanabilir.

υ2υ1=(kPn2)(kPn1)⇒υ2υ1=(P2P1)n⇒lnυ2υ1=ln(P2P1)n 

lnυ2υ1=nln(P2P1)(Eşitlik1) 

n=lnυ2υ1ln(P2P1)

% 5 ve % 20 parçalan sonucunda 344.85 torr ve 290.4 torr daki reaksiyon hızları sırasıyla 1.07 torrs−1 ve 0.76 torrs−1 olduğundan veriler yukarıdaki eşitlikte yerine konulabilir.

n=ln0.76torrs−11.07torrs−1ln(290.4torr344.85torr)=1.99≃2

asetaldehitin parçalanma hız eşitliğinin asetaldehit konsantrasyonuna 2 . mertebeden bağlı olduğu bulunur.

% 50 parçalandığında asetaldehtin kısmi basıncı;

P=Po−50100Po=181.5torr

olacaktır.

(b) Eşitlik 1 aşağıdaki şekilde düzenleyerek % 50 dönüşümü sonrası hızı hesaplayabiliriz.

lnυ3=nln(P2P3)+lnυ2 

lnυ3=(2)ln(290.4torr181.5torr)+ln(0.76torrs−1)=−1.2144 

υ3=0.3torrs−1

olarak hesaplanabilir.