2ClO2(g) + 2OH^-(aq) → ClO3^-(aq) + ClO2^-(aq) + H2O(l)

2ClO2(g) + 2OH^-(aq) → ClO3^-(aq) + ClO2^-(aq) + H2O(l)

For this reaction:

2ClO2(g) + 2OH^-(aq) → ClO3^-(aq) + ClO2^-(aq) + H2O(l),

the following kinetic data were obtained at 298 K:

Experiment [ClO2] [OH^-] Initial Rate

1 0.0600 M 0.0300 M 0.0248 M/sec

2 0.0200 M 0.0300 M 0.00827 M/sec

3 0.0200 M 0.0900 M 0.0247 M/sec

Calculate the rate constant k for this reaction at 298 K.

속도 법칙

rate = k [ClO2]^x [OH^-]^y

( 참고 https://ywpop.tistory.com/30 )

[주목]

속도 법칙은

화학 반응 식만 보고 결정할 수 없다.

주어진 실험 자료로부터,

x, y를 결정한다.

---> 반응 차수 결정.

---> 몇 차 반응 결정

from 실험1 & 실험2,

> [OH^-] 고정

> [ClO2] 3배 → 속도 3배

( 0.0248 / 0.00827 = 2.9988 ≒ 3 )

---> x = 1

from 실험2 & 실험3,

> [ClO2] 고정

> [OH^-] 3배 → 속도 3배

( 0.0247 / 0.00827 = 2.9867 ≒ 3 )

---> y = 1

전체 반응 차수

= x + y

= 1 + 1 = 2

---> 2차 반응

속도 법칙

rate = k [ClO2] [OH^-]

속도 상수 결정

> 아무 실험이나 선택

> 가장 간단한 2번 선택

k = rate / ([ClO2] [OH^-])

= 0.00827 / (0.0200 × 0.0300)

= 13.7833... /M•sec

≒ 13.8 /M•sec 또는

= 13.8 M^-1 sec^-1

답: 13.8 M^-1 sec^-1

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471397 ]

속도 법칙 구하기. [A]=0.05 M, [B]=0.1 M일 때, 속도 구하기

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24540 ]

A + 2B → C 반응에서 초기 반응 속도

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