gas-phase reaction at 290℃ ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)

gas-phase reaction at 290℃ ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)

 

 

The following gas-phase reaction was studied at 290℃ by observing the change in pressure as a function of time in a constant-volume vessel.

ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)

Determine the order of the reaction and the rate constant based on the following data, Where P is the total pressure.

Time = 0 s → P = 15.76 mmHg

Time = 181 s → P = 18.88 mmHg

Time = 513 s → P = 22.79 mmHg

Time = 1164 s → P = 27.08 mmHg

 

 

일정한 부피와 290℃에서 기체 상태에서 진행되는 다음 반응의 시간에 따른 압력 변화를 관찰하였다.

ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)

다음 자료를 기초로 하여 반응 차수와 속도 상수를 구하라.

여기서 P는 전체 압력이다.

 

 

 

[참고] 1차 반응

[ https://ywpop.tistory.com/26 ]

 

[참고] 2차 반응

[ https://ywpop.tistory.com/25 ]

 

 

 

 

※ 여기서 P는 전체 압력

( Where P is the total pressure )

---> 이것이 이 문제의 핵심이다.

 

 

 

t = t 에서, ICE 도표를 작성하면,

.............. ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)

초기(t=0): P_0 ... 0

변화(t=t): –x ... +2x

평형(t=t): (P_0 – x) ... 2x

 

 

 

t = t 에서,

전체 압력 = (P_0 – x) + 2x

= P_0 + x

 

 

 

가령, t = 181 에서,

전체 압력 = 18.88 mmHg 이므로,

18.88 = 15.76 + x

 

x = 18.88 – 15.76 = 3.12 mmHg

 

 

 

따라서

t = 181 에서,

ClCO2CCl3의 부분 압력 = P_0 – x

= 15.76 – 3.12 = 12.64 mmHg

 

 

 

이런 식으로

시간에 따른 ClCO2CCl3의 부분 압력을 계산하면,

t = 0 → 15.76 mmHg

t = 181 → 15.76 – (18.88 – 15.76) = 12.64 mmHg

t = 513 → 15.76 – (22.79 – 15.76) = 8.73 mmHg

t = 1164 → 15.76 – (27.08 – 15.76) = 4.44 mmHg

 

 

300x250

 

 

[도표] 입력 자료

 

 

 

 

 

[그림] 1 / P_ClCO2CCl3 vs. Time 그래프.

직선이 아니다.

 

 

 

 

[그림] ln P_ClCO2CCl3 vs. Time 그래프.

직선이다.

---> 1차 반응이다.

 

 

 

선형 회귀분석. Linear Regression (빨간색 직선)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/23521 )

 

Y = A + B * X

Y = 2.74045 + (–0.00108) * X

 

 

 

속도 상수, k = –slope 이므로,

k = –(–0.00108)

= 0.00108

= 1.08×10^(-3) /s

 

 

 

답: 1차 반응, k = 1.08×10^(-3) /s

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470705 ]

C2H5I(g) → C2H4(g) + HI(g) 반응 차수와 속도 상수

 

 

 

[키워드] 1차 반응 기준, 1차 반응 그래프 기준, 선형 회귀 분석 기준, 1차 반응 그래프 사전