Какова константа скорости реакции, если перекись водорода и формальдегид реагируют, образуя муравьиную кислоту (НСНО

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон действующих масс (закон действующих концентраций). Вначале найдем константу скорости реакции для данного уравнения.

Уравнение реакции: \(НСНО + Н2О2\rightarrow НСООН + Н2О\)

Теперь запишем уравнение закона действующих масс для данной реакции:

\[k = \dfrac{[НСООН][Н2О]}{[НСНО][Н2О2]}\]

Где:
\(k\) - константа скорости реакции,
\[НСООН\], \[Н2О\], \[НСНО\], \[Н2О2\] - концентрации соответствующих веществ.

Мы знаем, что при смешивании равных объемов молярных растворов Н2О2 и НСНО через 2 часа при температуре 333,2 K концентрация муравьиной кислоты составит 0,214 моль/л. Это означает, что:

\[НСООН = 0,214 \, \text{моль/л}\]
\[Н2О = 0,214 \, \text{моль/л}\]
\[Н2О2 = 0,214 \, \text{моль/л}\]
\[НСНО = 0,214 \, \text{моль/л}\]

Подставив данные значения в уравнение закона действующих масс, мы можем найти константу скорости реакции \(k\):

\[k = \dfrac{0,214 \cdot 0,214}{0,214 \cdot 0,214} = 1\]

Теперь мы можем использовать полученное значение \(k\) для решения оставшейся части задачи, чтобы найти время, необходимое для реакции 90% исходных веществ.

Формула для времени реакции в зависимости от начальных концентраций и константы скорости реакции выглядит следующим образом:

\[t = \dfrac{ln\left(\dfrac{[Н2О2]_0 - [Н2О2]}{[Н2О2]_0}\right)}{-k}\]

Где:
\(t\) - время реакции,
\([Н2О2]_0\) - начальная концентрация перекиси водорода,
\([Н2О2]\) - конечная концентрация перекиси водорода.

Мы знаем, что мы хотим найти время, при котором останется 10% исходных веществ. Это означает, что конечная концентрация перекиси водорода будет составлять 0.1 раза начальной концентрации:

\([Н2О2] = 0,1 \cdot [Н2О2]_0\)

Подставив все известные значения, мы можем решить уравнение для времени \(t\):

\[t = \dfrac{ln\left(\dfrac{[Н2О2]_0 - 0.1 \cdot [Н2О2]_0}{[Н2О2]_0}\right)}{-1} \approx 0,105 \, \text{ч}\]

Таким образом, время, необходимое для реакции 90% исходных веществ, составляет приблизительно 0,105 часа (или около 6,3 минуты).