| Ana Sayfa  | Özgeçmiş | Çalışmalar | Dersler | Ders Programı | Simülasyonlar  | Diğer | İletişim |

Stokiyometrik Katsayı Ve Yarılanma Süresi İlişkisi

S o r u

Birinci dereceden parçalanma hız sabitine sahip A gazı;

\rm A_{(g)} \rightarrow P_{(g)}

reaksiyonuna göre parçalanmaktadır. 25 \rm ^oC deki hız sabiti \rm \times \rm s^{-1} olduğuna göre;

(a). A 'nın yarılanma ömrü ne kadardır?

(b). A Başlangıç basıncı atm. olduğuna göre saniye ve dakika sonraki basıncı ne kadar olur?

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

(a). A nın reaksiyon parçalanması için reaksiyon hızı

\rm \upsilon = - { 1 \over 2} { d P_A\over dt } = kP_A \qquad \qquad (Eşitlik \; 1 )

olarak yazılabilir. Böylece;

\rm - { 1 \over 2} { d P_A\over P_A } = kdt \qquad \qquad (Eşitlik \; 2 )
\rm - { 1 \over 2} \int { d P_A\over P_A } = \int kdt \qquad \qquad (Eşitlik \; 3 )
\rm - { 1 \over 2} lnP_A = kt + Sabit \qquad \qquad (Eşitlik \; 4 )

olarak hesaplanabilir. t=0 anı için; A nın basıncı ilk başlangıçtaki basıncına eşit olacağından ( \rm P_A=P_A^o) t=0 için

\rm Sabit=- { 1 \over 2} lnP_A ^o

olacaktır. Böylece;

\rm - { 1 \over 2} lnP_A = kt - { 1 \over 2} lnP_A ^o \qquad \qquad (Eşitlik \; 5 )
\rm - { 1 \over 2} lnP_A + { 1 \over 2} lnP_A ^o = kt \qquad \qquad (Eşitlik \; 6 )
\rm { 1 \over 2} ln { P_A ^o \over P_A } = kt \qquad \qquad (Eşitlik \; 7 )

Yarılanma zamanına ulaşıldığında, \rm t = t_{1/2}; A nın basıncı ilk basıncının yarısına düşeceğinden; \rm P_A={P_A ^o \over 2} olacaktır. Böylece yarılanma zamanı için

\rm { 1 \over 2} ln { P_A ^o \over P_A ^o /2 } = kt_{1/2} \qquad \qquad (Eşitlik \; 8 )
\rm t_{1/2} = { 1 \over 2} { ln(2) \over k} \qquad \qquad (Eşitlik \; 9 )

yazılabilir. Bilinen k değeri konulursa yarılanma süresi;

\rm t_{1/2} = { 1 \over 2} { ln(2) \over ( 9.350 x 10^{ -5 } \; s^{-1}) }= 3706.67 \; s.

olarak hesaplanabilir.

(b). 10 saniye sonra \rm P_{ A (10 \; s.)} değeri Eşitlik 7 den hareket ile

\rm ln(P_{ A (10 \; s.)}) =ln(P_A ^o) - kt \qquad \qquad (Eşitlik \; 10 )

olarak düzenlenebilir. Gerekli büyüklükler yerine konulursa;

\rm ln(P_{ A (10 \; s.)}) =ln(3.1) - 2 (9.350 x 10^{ -5 } \; s^{-1})( 10 \; s)= 1.12953 \Rightarrow P_{ A (10 \; s.)} = 3.094 \; atm.

10 dakika sonra ise;

\rm ln(P_{ A ( 600 \; s.)}) =ln(3.1) - 2 (9.350 x 10^{ -5 } \; s^{-1})( 600 \; s)= 1.0192 \Rightarrow P_{ A ( 600 \; s.)} = 2.771 \; atm.