Jesteście tu jeszcze? :) Nowy projekt!

Sympatycy i czytelnicy SamejChemii! :D Minęło ogrooomnie dużo czasu od mojej ostatniej aktywności tutaj. Nie ma co się rozpisywać - w życiu działo się dużo dobrego i niemało złego, przez co blog zszedł na dalszy plan. Ale wracam! W miarę możliwości planuję dociągnąć i zamknąć cykle artykułów ze świata cząstek elementarnych oraz kinetyki. Przecież czas na poruszenie kolejnych zagadnień!

W tzw. międzyczasie (międzyczas to taka pora, w której mija nam 80% naszego życia :)) ruszam z nowym projektem. Matura 2016 za pasem, zatem jestem tutaj dla Was i z wielką przyjemnością odpowiem na Wasze chemiczne pytanka!

Ruszam z działem Pytania Czytelników - na adres mailowy kontakt@samachemia.net (lub przez facebooka, jak tylko chcecie!) wysyłajcie mi swoje pytania, szczególnie te niebanalne lub takie, na które ciężko znaleźć Wam odpowiedź. Z przyjemnością pomogę, szybciorem publikując pytanie i odpowiedź. Czego chcę w zamian? Waszego imienia (może być zmyślone :D), a także lajka na fanpage'u. Ale to drugie jest całkowicie opcjonalne. :)

Wszystkiego chemicznego!

Efekt -I a moc kwasów karboksylowych

Jak należy uszeregować podane kwasy zgodnie ze wzrastającą ich mocą? Czy da się to jednoznacznie określić, nie korzystając z wartości stałych dysocjacji tych związków chemicznych? Substancje: kwas propanowy, kwas propenowy, kwas mlekowy, kwas 2-chloropropanowy, kwas 2-fluoropropanowy?

Zobacz odpowiedź >>

Porównanie mocy kwasów karboksylowych

Który kwas jest mocniejszy i dlaczego: kwas benzoesowy czy kwas cykloheksanokarboksylowy*?


* W nadesłanej treści pytania pojawiła się drobna pomyłka - kwas ten nazywamy prawidłowo kwasem cykloheksanokarboksylowym, a nie heksacyklokarboksylowym. Takie nazewnictwo zdaje się być zgodne z zasadami zdrowego rozsądku - kwas jest (...) heksanokarboksylowy, a nie (...) cyklokarboksylowy, przedrostek cyklo- odnosi się natomiast do podstawnika przy grupie -COOH, nie zaś samej tej grupy. Ale nie szkodzi, jestem tutaj przecież po to, żeby uczyć! :)

Zobacz odpowiedź >>

Chlorowanie benzenu w obecności żelaza

Wyjaśnisz mi może, jak wygląda chlorowanie benzenu w obecności opiłków żelaza? Wiem, co się dzieje, gdy jako katalizator stosuje się chlorek żelaza (III) lub gdy reakcję prowadzi się w obecności światła. Nie pamiętam jednak, jak wygląda mechanizm reakcji, gdy jako katalizator zastosujemy samo żelazo.

Zobacz odpowiedź >>

Kinetyka reakcji następczych - wyprowadzenia

Umiemy już opisać proste reakcje nieodwracalne I i II rzędu. Z innymi rzędami też sobie radzimy, a przynajmniej możemy założyć, że poradzilibyśmy sobie. Wiemy co robić, gdy któraś z reakcji będzie odwracalna. Dajemy radę nawet wtedy, gdy kilka reakcji nieodwracalnych zachodzi równolegle. Został nam więc ostatni (piękne słowo, prawda?) podstawowy przypadek omawiany na chyba wszystkich wykładach z chemii fizycznej. Baaardzo nielubiany. Reakcje następcze.

Najprościej mówiąc, z reakcjami następczymi mamy do czynienia wtedy, gdy jedna substancja jest zarówno produktem pierwszej reakcji, jak i substratem następnej. Reakcje chemiczne następują po sobie. Taką sytuację przedstawia schemat:

\mathrm{A}\xrightarrow{\ \ \ k_1\ \ \ }\mathrm{B}\xrightarrow{\ \ \ k_2\ \ \ }\mathrm{C}

W najprostszym modelu, którym się zajmiemy, obie reakcje traktujemy jako proste, nieodwracalne reakcje I rzędu. Uprzedzam jednak, że w przypadku reakcji następczych aparat matematyczny będzie bardziej skomplikowany, niż dotychczas. Zaraz dowiesz się, dlaczego. :)

Tym razem nie możesz opuścić zadania domowego, nawet jeżeli zazwyczaj to robisz. Znajdziesz w nim bardzo ważne treści merytotyczne, bez których lektura artykułu będzie KOMPLETNIE NIEKOMPLETNA.

Czytaj dalej >>

Kinetyka reakcji równoległych

Za nami już proste reakcje nieodwracalne (I i II rzędu), a także proste reakcje odwracalne. Łał, robi się tego coraz więcej. :) Dzisiaj zabierzemy się za najprostszy przypadek reakcji równoległych. Są one na tyle proste w opisie, że damy radę omówić je za jednym razem.

Co to takiego? W najprostszym przypadku z reakcją równoległą mamy do czynienia wtedy, gdy z jednego substratu powstają dwa różne produkty. Innym, analogicznym przypadkiem, jest jeden produkt powstający z dwóch różnych substratów. Ten drugi model jest jednak na tyle podobny, że ograniczymy się wyłącznie do pierwszego z nich (jeden S, dwa P). Najprostszy model reakcji równoległych zakłada, że obie reakcje są nieodwracalne. I całe szczęście, co za dużo, to niezdrowo!

Ten najprostszy, najbardziej typowy przypadek reakcji równoległych przedstawia schemat:

oie_transparent (2)

Trzeba się zastanowić, jak można sformułować równanie kinetyczne takiego procesu. Warto, podobnie jak w przypadku reakcji odwracalnych, zacząć od badania stężenia substratu \mathrm{A}. Mamy dwie reakcje chemiczne, opisane odpowiednio równaniami na szybkość reakcji: r_1=k_1\mathrm{[A]} oraz r_2=k_2\mathrm{[A]}.

Czytaj dalej >>

Reakcje odwracalne w zadaniach

Dzisiaj proponuję Ci trzy różne zadania z kinetyki reakcji odwracalnych. Możesz spróbować zmierzyć się z nimi samodzielnie, albo podejrzeć szczegółowe rozwiązania. Mam nadzieję, że w uzupełnieniu o artykuł z teorii kinetyki reakcji odwracalnej, zdobyta wiedza z tego tematu będzie dla Ciebie satysfakcjonująca.

Zadanie 1.

W temperaturze 5 °C, w roztworze acetonowym, pewna reakcja przegrupowania wewnątrzcząsteczkowego:

\mathrm{A\ \ }\begin{subarray}\ \xrightarrow{\mathrm{\ \ \ }\overrightarrow{k}\mathrm{\ \ \ }}\\ \xleftarrow[\overleftarrow{k}]{} \end{subarray} \mathrm{\ \ B}

ma stałe szybkości reakcji równe: \overrightarrow{k}=6\cdot10^{-3}\ \mathrm{min}^{-1} i \overleftarrow{k}=6\cdot 10^{-3}\ \mathrm{min}^{-1}. Po jakim czasie stężenie C_\mathrm{A} będzie równe stężeniu C_\mathrm{B}? Jak zmieniłby się ten czas, gdyby \overleftarrow{k} miało wartość = 2\cdot10^{-3}\ \mathrm{min}^{-1} a wartość \overrightarrow{k} byłaby jak powyżej?

Zadanie 2.

Estryfikacja etanolu kwasem mrówkowym w temperaturze 25 °C, w wodnym roztworze w obecności kwasu solnego, przebiega zgodnie z równaniem:

\mathrm{\underbrace{C_2H_5OH}_\mathrm{E} + \underbrace{HCOOH}_\mathrm{K}}\mathrm{\ \ }\begin{subarray}\ \xrightarrow{\mathrm{\ \ \ }k_1\mathrm{\ \ \ }}\\ \xleftarrow[k_2]{} \end{subarray}\mathrm{\ \ }\mathrm{\underbrace{HCOOC_2H_5}_\mathrm{M} +\underbrace{H_2O}_\mathrm{W}}

W roztworze zawierającym nadmiar etanolu i wody stała szybkości estryfikacji k_1 wynosi 1,85\cdot10^{-3}\ \mathrm{min}^{-1}, natomiast stała szybkości reakcji odwrotnej k_2=1,76\cdot10^{-3}\ \mathrm{min}^{-1}. Przy początkowym stężeniu kwasu mrówkowego C_\mathrm{0K}=0,07\ \mathrm{mol\cdot dm^{-3}} obliczyć:
A) Równowagowe stężenie mrówczanu etylu.
B) Czas potrzebny aby estryfikacja zaszła w 90%.

Zadanie 3.

Izomeryzacja cis-trans 1,2-dimetylocyklopropanu w temperaturze 726 K jest reakcją odwracalną I rzędu. Procentowy skład mieszaniny w funkcji czasu był następujący:

\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c|c|c|c}\ \mathrm{czas\ [s]} & 0 & 50 & 94 & 228&271 & 363 & 495 & 585 & 675 & \infty \\ \%_\mathrm{trans} & \hline 0 & 10,8 & 18,9 & 37,7 & 41,8 & 49,3 & 56,5 & 60,1 & 62,7 & 70,0 \end{array}

Obliczyć stałą równowagi reakcji oraz stałe szybkości reakcji w prawą i w lewą stronę.

Czytaj dalej >>