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物理化学の問題です。至急回答お願いします!!
レポートが出たのですが、考えても一向にわからなかったのでどなたか解答お願いします。 無限大の値の意味が全然わかりません。 問題 ジメチルエーテルを、密閉した容器内で熱分解を行った。 (CH3)2O→CH4+H2+CO 650℃で上記の反応を行ったところ、容器内の圧力は以下のように変化した。 時間(s):圧力(Pa) 0 : 0.415 195 : 0.542 333 : 0.622 598 : 0.747 1120 :0.949 ∞ :1.24 グラフを作成してこの反応の次数と反応速度を決定せよ。なおグラフ作成に際して最小二乗法を使う必要はない。
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ジメチルエーテル1モルからできる反応生成物は合計3モルです。0秒から195秒の間にジメチルエーテルの分圧がxだけ下がった(その分3x分の反応生成物ができた)とすると 0.415-x+3x=0.542 2x=0.127 x=0.064 となり、195秒の時点でのジメチルエーテルの分圧は 0.415-0.064=0.352 (Pa) であり、モル分率は 0.352/0.542 です。同様に他の時間についてもジメチルエーテルのモル分率を求めます。 ここで、もし反応次数が1ならば、ジメチルエーテルの減少速度はその濃度(モル分率)に比例するはずなので ーdC/dt=kC (Cはジメチルエーテルのモル分率) 変数分離して -dC/C=kdt 両辺を積分して ーlnC=kt+積分定数 となり、-lnCを時間に対してプロットすると直線になるはずで、その傾きが反応速度定数になります。 もし次数が2ならば ーdC/dt=kC^2 ーdC/C^2=kdt 1/C=kt+積分定数 となり、1/Cを時間に対してプロットすると直線になるはずで、その傾きが反応速度定数になります。 私の計算では次数は1、速度定数は9.21*10^-4 (1/sec)になりました。 時間が無限大というのは、圧力のプロットが1.24Paに近づいていく(漸近線)ということです。0.415Pa分のジメチルエーテルが全て反応するとモル数は3倍になるので 0.415*3≒1.24 (Pa) に近づくわけですね。
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- Tacosan
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「十分長い時間」という意味.
お礼
回答ありがとうございます。 十分長い時間ということはジエチルエーテルの濃度は完全に0になり、100%生成物になるという解釈でいいのでしょうか? あと、もしお時間があり、この問題がわかるのでしたら、反応速度と次数も求めてもらえないでしょうか? 質問ばかりですいません。
お礼
詳しい回答ありがとうございました^^ 私はジメチルエーテルから3molの生成物ができるというところを考えていませんでした;; 無限大の意味もしっかりと理解できました。 本当にありがとうございました。