過酸化水素を1モル含む水溶液に触媒を加えて分解した。この反応は一次反応である。
 (1)5分の反応で始めのH2O2の量が20%が分解した。この反応の速度定数を求めよ。

・・・これはどうやって解けばいいんでしょうか。この次に半減期を求めよってあるんですけどこれはln2を速度定数で割ればいいんですよね?

A 回答 (1件)

 


QNo.105279(平衡定数と反応速度について教えてください)で回答した rei00 です。

別質問で拝見しましたが,非化学系ですか。この辺り(物理化学)は化学の専門家でも苦手な人は多いですから,非化学系であればご質問になるのは分からなくもないですが,得られた回答を鵜呑みにするのではなく,もう少しご自分で考えて見て下さい。

さて,回答ですが,先の質問の回答にも書きましたが,一次反応の基質(今の場合は過酸化水素,前回の質問では N2O5)の消失速度(-d[H2O2]/dt)は k[H2O2] (mol/L・s) ですね。ですから,H2O2 の初期濃度を [H2O2]0 (mol/L), 時刻 t (s) での濃度を [H2O2]t (mol/L) とすると,
  -d[H2O2]t/dt = k[H2O2]t
となり,これを解いて
  [H2O2]t = [H2O2]0・e^(-kt)
です。

今,5分(300 s)で H2O2 の 20% が分解したという事から,
  [H2O2]300/[H2O2]0 = 80/100 = 0.8 = e^(-300k)
です。

後は電卓でも使って計算して,k (1/s) を求めて下さい。

 
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この回答へのお礼

わかりやすい解答ありがとうございました。

お礼日時:2001/07/24 22:08

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Q反応速度定数を求める問題

こんにちは!!
薬剤師国家試験の問題です。
解き方、考え方を教えていただければと思い、こちらに投稿させていただくことにしました。
解説がなく考えても分からず、困っています。


『反応開始時には化合物Aのみが存在しており、可逆反応によって化合物Bを生じる。
この正逆両反応とも一次反応で進行している。

 k1
A→B
 ←
 k2

このAとBの濃度の時間変化を下図に示している。
この反応の速度定数k1とk2を求めよ。
ただし、ln2=0.693とする。』


ちなみに答えはk1=0.024、k2=0.006となります。

k1=4k2の関係までは導けたのですが、
その先どう考えていったらいいのかがどうしても分からないのです><


どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

t=0のとき、Bは濃度ゼロなのでB→Aの反応は考慮する必要がないので[A]の減少速度は
d[A]/dt=-k1[A]
       =-k1
となります。添付図中の点線がAの濃度変化を現わす曲線のt=0における接線であるならば、その傾きは
-0.8/33 であり、これがーk1に等しいので、
k1=0.8/33
となります。

Q反応速度定数の求め方なのですが・・・

簡単な問題で申し訳ないのですが、解けないのです。
1次反応だと分かるのですが、2次と書かれているだけで、
詰ってしまいます。

本当に恐縮なのですが、よろしくお願いいたします。

(問題)
二次反応で分解するある物質について、20℃において初濃度0.10mol/lで分解を始めたところ、30minで20パーセントが分解した。
この反応の20℃における反応速度定数はいくらか。ただしeの5乗=148.4、
log5=0.6990、ln5=1.609とせよ。

Aベストアンサー

2次反応なので反応による時間当たりの濃度減少は元々の濃度の2乗に比例する
ので時間をt、そのときの濃度をA、初期濃度をA0とすると

-d[A]/dt =k[A]^2 

∫【-1/[A]^2】/d[A]=∫kdt から

1/[A]=kt+C (Cは積分定数)

ここで初期条件から積分定数を求める。
t=0では[A]=[A0]なので上式から 1/[A0]=k・0+C

それでC=1/[A0] が求められ 1/[A]=kt+C は 1/[A]= kt+ 1/[A0]とできて

【1/[A]】-【1/[A0]】= kt と式を見やすく整理できる。

題意から30minで20パーセントが分解したということなので[A]は1-0.2で0.8[A0]
と見なすことができるので

【1/0.8[A0]】 - 【1/[A0]】=k・30

【0.25/[A0]】=30k 最後に[A0]へ0.10(mol/l)を代入し整理。

k=0.08333・・・    ゆえに反応速度定数k=8.33×10^-2/min となります。

2次反応なので反応による時間当たりの濃度減少は元々の濃度の2乗に比例する
ので時間をt、そのときの濃度をA、初期濃度をA0とすると

-d[A]/dt =k[A]^2 

∫【-1/[A]^2】/d[A]=∫kdt から

1/[A]=kt+C (Cは積分定数)

ここで初期条件から積分定数を求める。
t=0では[A]=[A0]なので上式から 1/[A0]=k・0+C

それでC=1/[A0] が求められ 1/[A]=kt+C は 1/[A]= kt+ 1/[A0]とできて

【1/[A]】-【1/[A0]】= kt と式を見やすく整理できる。

題意から30minで20パーセントが...続きを読む

Q二次反応の反応速度定数kについて

大学の課題として、水酸化ナトリウム中の酢酸エチルの
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反応は:
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になります。実際には可逆反応ですので、最終的には平衡濃度に達します。このときの反応速度定数をkとすると、時間変化は、一番初期には:
d[NaOH]/dt=-k[CH3-C=O-O-CH3]*[NaOH]...(1)
となります。
酢酸メチルと水酸化ナトリウムの初濃度が等しいので、
[CH3-C=O-O-CH3]=[NaOH]
となり、これを仮にxとすると、
dx/dt=-kx^2
となります。
ですのでこの微分方程式を解いて、xの時間変化を求めればkが求まります。なお積分時に積分定数が出て来ますが、t=0でx=x0 (初濃度)の境界条件を入れれば完成です。
なお、初めに述べましたように、本来は平衡反応ですので、初期しかこの仮定は成り立ちません。

Q反応速度定数を求める問題

 2次の速度式に従う液相反応、A+2B→C、がある。未知の濃度のAを含む溶液にBを初濃度
0.1molLで添加して反応を開始させ、時間の関数としてBの濃度を測定した。反応時間3分でB
の濃度はちょうど最初の半分に減少したが、反応開始後約1時間でBの消費はほとんど認め
られなくなり、最終的に0.016molLのBが残存することがわかった。この反応の速度定数を求
めよ。

いろいろやってみましたけど、やっぱ最初のA+2B→Cが2次速度式に従うっていうのはどうやって
処理すればいいのかわかりません。
あとAの濃度は未知でBの濃度とひとしいかどうかもわからないですね。

ご回答お願いします。待ってます!

Aベストアンサー

二次の反応速度式に従うというのは、
d[A]/dt=k[A][B] ・・・(1)
ということでしょう([A]、[B]はそれぞれA、Bの濃度)。

一時間後の時点で消費されたBは0.084mol/Lですから、この間に消費されたAは0.042mol/Lです。この時点でBの消費はほぼ止まっているので、Aは残っていないものと考えられます。従ってAの初濃度は0.042mol/Lです。

ここで[A]と[B]を関連つけることを考えます。Bの消費量はAの消費量の二倍ですから、
0.1-[B]=2(0.042-[A])
[B]=0.016ー2[A]
これを(1)に代入して
d[A]/dt=k[A](0.016ー2[A])
この微分方程式を解けばいいと思います。


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