Lista 11 

Kinetyka – reakcje złożone. 

1. Zwiazek A ulega równolegle rozkładowi na B i C, przy czym reakcje te są nieodwracalne i I rzędu. 
Stałe  szybkości  wynoszą  odpowiednio  0,0847  s

-1

  i  0,0528  s

-1

.  Obliczyć,  po  jakim  czasie  90  %  A 

ulegnie  rozkładowi  i  jakie  będą  wówczas  stężenia  B  i  C,  jeśli  początkowe  stężenie  A  wynosiło  5,00 
mol·dm

-3

. Odp.: 16,746 s; 2,772 mol·dm

-3

; 1,728 mol·dm

-3

. 

2.  Dla  reakcji  przeciwbieżnej  I  rzędu  propen

⇔

1

2

k

k

cyklopropan  stał  szybkości  k

1

  i  k

2

  wynoszą 

odpowiednio  0,006  s

-1

  i  0,002  s

-1

.  Obliczyć,  po  jakim  czasie  od  chwili  rozpoczęcia  reakcji  stężenia 

obydwu izomerów będą identyczne, jeśli w doświadczeniu użyto czystego propenu. Odp.: 137,3 s. 

3.  Izomeryzacja  cis-trans stilbenu jest reakcją przeciwbieżną  I rzędu.  Zależność stężenia formy trans 
od czasu zebrano w tabeli: 

t [s] 

0 

630 

1206 

1650 

∞

 

% izomeru trans 

0 

42,8 

65,2 

74,9 

93,2 

Obliczyć stałe szybkości k

1

 i k

2

. Odp.: 9,23·10

-4

 s

-1

; 6,73·10

-5

 s

-1

. 

4.  W  reakcji  przeciwbieżnej

1

2

k

k

A

B

→

←

,  k

1

  =  5,0·10

-4

  s

-1

,  a  reakcja  odwrotna  jest  czterokrotnie 

wolniejsza.  Jakie  będzie  stężenie  produktu  po  50  minutach  od  zainicjowania  reakcji,  jeśli  stężenia 
początkowe wynosiły: 
a) c

oA

 = 0,6 mol·dm

-3

, c

oB

 = 0,01 mol·dm

-3

 

b) c

oA

 = 0,6 mol·dm

-3

, c

oB

 = 0 mol·dm

-3

 

Odp.: 0,4047 mol·dm

-3

; 0,4064 mol·dm

-3

. 

5.  Racemizacja  pewnego  optycznie  czynnego  związku  jest  reakcją  I  rzędu  w  obu  kierunkach.  Stałe 
szybkości  reakcji  są  jednakowe  i  wynoszą  6·10

-7

  s

-1

.  Po  jakim  czasie  czysta  odmiana  D  ulegnie 

racemizacji w 25%?. Odp.: 160,4 h. 

6. W reakcji  

A

B

C

k

k

2

1

2

→



→



 

oba  elementarne  procesy  są  procesami  I  rzędu.  W  reaktorze  umieszczono  czysty  substrat,  którego 
stężenie w momencie zainicjowania reakcji wynosiło 0,037 mol·dm

-3

. Po upływie 1000 s w rekatorze 

stężenie  substratu  wyniosło  0,022  mol·dm

-3

,  zaś  stężenie  produktu  B  było  równe  0,021  mol·dm

-3

. 

Obliczyć stężenia wszystkich reagentów po 1500 s od chwili rozpoczęcia reakcji.  
Odp.: 1,70·10

-2

 mol·dm

-3

; 2,80·10

-2

 mol·dm

-3

; 0,601·10

-2

 mol·dm

-3

. 

7. Szybkość pewnej reakcji II rzędu o schemacie A + B = C maleje dwukrotnie po upływie 33 minut i 
20 s od jej zainicjowania (początkowe stężenia a = b = 0,1 mol·dm

-3

). Obliczyć stałą szybkości reakcji 

i czas połowicznego przereagowania. Odp.: 1,207·10

-2

 s

-1

·mol

-1

·dm

3

; 828 s. 

8.  Substancja  A  reaguje  w  dwóch  reakcjach  równoległych  I  rzędu  o  stałych  szybkości  k

1

  i  k

2

  dając 

produkty B i C. Stężenie substratu zmniejsza się o połowę w ciągu 410 s. W mieszaninie produktów 
jest zawartych 35 % B. Obliczyć stałe szybkości. Odp.: 5,92·10

-4

 s

-1

; 1,10·10

-3

 s

-1

. 

9.  Badając  odwracalną  reakcję  izomeryzacji  A  =  B  stwierdzono,  że  w  roztworze  zawierającym 
początkowo  tylko  A  o  stężeniu  2,1  mol·dm

-3

  po  10  minutach  pojawia  się  B  w  stężeniu  1,1·10

-3

 

mol·dm

-3

. W stanie równowagi stężenia A i B mają się do siebie jak 2,24:1. Obliczyć stężenia A i B po 

upływie 80 godzin od rozpoczęcia reakcji. Odp.: 1,739 mol·dm

-3

; 0,361 mol·dm

-3

. 

10.  Obliczyć  czas,  w  ciągu  którego  stężenie  produktu  przejściowego  w  następującej  reakcji  I  rzędu 

C

B

A

k

k

→



→



2

1

 osiąga maksimum w przypadku gdy: 

a) k

1

 = 0,001 s

-1

, k

2

 = 0,01 s

-1

 

b) k

1

 = 0,001 s

-1

, k

2

 = 0,001 s

-1

 

Odp.: 256 s; 1000 s.