المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
أزواج النبي "ص" يشاركن في الصراع على الخلافة
2024-11-06
استكمال فتح اليمن بعد حنين
2024-11-06
غزوة حنين والطائف
2024-11-06
اية الميثاق والشهادة لعلي بالولاية
2024-11-06
اية الكرسي
2024-11-06
اية الدلالة على الربوبية
2024-11-06

الجنابة والحيض مانعان من الاعتكاف ابتداءً.
4-1-2016
العناصر الرمزية في الصورة- 3 - النجوم والأداء
27-3-2022
أهمية التأمين
17-3-2016
تكوين علائق الدجاج البياض
14-9-2021
الطاقة الشمسية Solar Energy
20-4-2021
الإستصحاب
23-8-2016

First-Order Reactions  
  
4428   02:06 صباحاً   date: 18-12-2020
Author : University of Missouri System
Book or Source : Introductory chemistry
Page and Part : .................


Read More
Date: 17-12-2020 769
Date: 30-9-2018 232
Date: 17-12-2020 898

First-Order Reactions

We have seen earlier that the rate law of a generic first-order reaction where A → B can be expressed in terms of the reactant concentration:

Rate of reaction = – [latex] frac{Delta [A]}{Delta t} [/latex] = [latex] extit{k}[A]{}^{1} [/latex]

This form of the rate law is sometimes referred to as the differential rate law. We can perform a mathematical procedure known as an integration to transform the rate law to another useful form known as the integrated rate law:

ln [latex] frac{{[A]}_t}{{[A]}_0} [/latex]= –[latex] extit{k}t [/latex]

where “ln” is the natural logarithm, [A]0 is the initial concentration of A, and [A]t is the concentration of A at another time.

The process of integration is beyond the scope of this textbook, but is covered in most calculus textbooks and courses. The most useful aspect of the integrated rate law is that it can be rearranged to have the general form of a straight line (y = mx + b).

ln [latex] {[A]}_t [/latex]= –[latex] extit{k}t + ln {[A]}_0 [/latex]

(y = mx + b)

Therefore, if we were to graph the natural logarithm of the concentration of a reactant (ln) versus time, a reaction that has a first-order rate law will yield a straight line, while a reaction with any other order will not yield a straight line (Figure 17.7 “Concentration vs. Time, First-Order Reaction”). The slope of the straight line corresponds to the negative rate constant, –k, and the y-intercept corresponds to the natural logarithm of the initial concentration.

Figure 17.7. Concentration vs. Time, First-Order Reaction

Figure 17.4.1. Plot of natural logarithm of concentration versus time for a first-order reaction.

This graph shows the plot of the natural logarithm of concentration versus time for a first-order reaction.

Example 4

The decomposition of a pollutant in water at 15oC occurs with a rate constant of 2.39 y-1, following first-order kinetics. If a local factory spills 6,500 moles of this pollutant into a lake with a volume of 2,500 L, what will the concentration of pollutant be after two years, assuming the lake temperature remains constant at 15oC?

Solution

We are given the rate constant and time and can determine an initial concentration from the number of moles and volume given.

[latex] {[Pollutant]}_0 [/latex]= [latex] frac{{ m 6500 mol}}{{ m 2500 L}} [/latex] = 2.6 M

We can substitute this data into the integrated rate law of a first-order equation and solve for the concentration after 2.0 years:

ln [latex] {[Pollutant]}_{2 y} [/latex]= –[latex] extit{k}t + ln {[Pollutant]}_0 [/latex]

ln [latex] {[Pollutant]}_{2 y} [/latex]= –[latex] (2.39 y {}^{-1}) (2.0 y) + ln (2.6 M) [/latex]

ln [latex] {[Pollutant]}_{2 y} [/latex]= –[latex] 4.78 + 0.955 = -3.82 [/latex]

[latex] {[Pollutant]}_{2 y} [/latex]= [latex] e{}^{-3.82} = 0.022 M [/latex]




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .