Hydroliza substancji A w środowisku kwasowym przebiega zgodnie ze schematem:

$\mathrm{A}\stackrel{\mathrm{H}{}^{+},\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}{\to }\mathrm{B}+\mathrm{C}$

Wykonano doświadczenie, podczas którego badano szybkość tej reakcji. Przygotowano wodny roztwór substancji A o stężeniu 0,10 mol∙dm^–3, który zakwaszono kwasem solnym, i utrzymywano temperaturę roztworu równą 25 °C. Co 30 minut mierzono stężenie substancji A w tym roztworze. Wyniki pomiarów przedstawiono na poniższym wykresie.

^{Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2007.}

Oblicz łączne stężenie molowe substancji B i substancji C w chwili t = 225 min opisanego doświadczenia.

 

---

Odpowiedź: Łączne stężenie molowe substancji B i C w chwili t=255min wynosi 0,12 mol/dm³.

 

---

Wyjaśnienie:

Stężenie reagenta A na początku doświadczenia (w chwili t = 0) wynosi:

$c_A^{t=0\min }=0,1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Z wykresu odczytujemy jego stężenie w chwili t = 225 min:

$c_A^{t=255\min }=0,04\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Obliczamy ubytek stężenia substratu A:

$\Delta c_A=c_A^{t=0\min }-c_A^{t=255\min }$

$\Delta c_A=0,1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}-0,04\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\Delta c_A=0,06\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Zgodnie z równaniem reakcji z jednego mola substancji A powstaje 1 mol substancji B oraz jeden mol substancji C. Po 255 min doświadczenia stężenie produktów wynosi zatem:

$c_{\mathrm{B}}^{t=255\min }=0,06\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$c_C^{t=255\min }=0,06\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Suma ich stężeń wynosi: więc 0,12 mol/dm³.