W roztworze alkoholowo-wodnym zawierającym bromometan oraz wodorotlenek sodu przebiega reakcja opisana równaniem:

CH₃Br + OH⁻ → CH₃OH + Br⁻

Zależność szybkości tej reakcji od stężeń reagentów przedstawia równanie kinetyczne:

v = k · c _CH3Br ∙ c _OH−

W temperaturze 55 °C wartość k jest równa 2,14 · 10^-2 dm³·mol^-1· s^-1.

^{Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1996.}

Opisaną reakcję otrzymywania metanolu prowadzono w jednakowej temperaturze w dwóch roztworach (I i II) o równej początkowej liczbie moli jonów OH– i bromometanu. Wskutek użycia większej ilości rozpuszczalnika objętość roztworu II była dwukrotnie większa. Trzej uczniowie – oznaczeni jako A, B i C – sformułowali wnioski dotyczące wpływu różnicy objętości roztworów na początkową szybkość reakcji. Wnioski poszczególnych uczniów zapisano w tabeli.

Rozstrzygnij, który uczeń (A, B czy C) sformułował poprawny wniosek. Odpowiedź uzasadnij.

Poprawny wniosek sformułował uczeń ……………….
Uzasadnienie: ……………………………………………………………………………………….....………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Pokaż rozwiązanie

Poprawny wniosek sformułował uczeń: B
Przykładowe uzasadnienia:
• W równaniu kinetycznym występuje iloczyn stężeń molowych jonów OH^– i cząsteczek CH₃Br, a każde z nich w roztworze I jest dwukrotnie większe niż w roztworze II.
• Gdy oba stężenia (jonów OH^– i cząsteczek CH₃Br) są dwa razy większe, to ich iloczyn jest cztery razy większy.
• v₁ = k · c_CH3Br ∙ c_OH−
v₂ = k · ½ c_CH3Br ∙ ½ c_OH− = ¼ v1 ⇒ v₁ = 4 v₂