Как следует изменить объем реакционной смеси системы: 8NH 3(г)+3Br 2(ж)=6NH4Br(к)+N 2(г), чтобы скорость реакции уменьшилась в 60 раз?

Для того чтобы изменить скорость реакции и уменьшить её в 60 раз, нам необходимо рассмотреть несколько факторов, связанных с условиями реакции, в частности, с объемом реакционной смеси и количеством реагентов.

Шаг 1: Понимание реакции и её скоростной зависимости

Реакция, указанная вами, имеет вид:

\[ 8 \, \text{NH}_3 (г) + 3 \, \text{Br}_2 (ж) \rightarrow 6 \, \text{NH}_4\text{Br} (к) + \text{N}_2 (г) \]

Скорость химической реакции зависит от концентраций реагентов. В данной реакции скорость можно выразить через равновесие количества молекул реагентов и продуктов.

Шаг 2: Определение порядка реакции

Скорость реакции определяется уравнением зависимости скорости от концентрации:

\[ v = k [NH_3]^a [Br_2]^b \]

где \(k\) — константа скорости, \([NH_3]\) и \([Br_2]\) — концентрации аммиака и брома, а \(a\) и \(b\) — порядки реакции по соответствующим реагентам.

Шаг 3: Изменение концентрации

Чтобы уменьшить скорость реакции в 60 раз, нам необходимо уменьшить концентрации реагентов. Скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов. Чтобы понять, во сколько раз нужно уменьшить концентрацию, можно использовать следующий подход:

Если скорость реакции должна измениться в 60 раз, то мы можем уменьшить концентрации реагентов. Если скорость пропорциональна произведению концентраций, то:

\[ \frac{v_{\text{новое}}}{v_{\text{старое}}} = \frac{[NH_3]_{\text{новое}}^a [Br_2]_{\text{новое}}^b}{[NH_3]_{\text{старое}}^a [Br_2]_{\text{старое}}^b} = \frac{1}{60} \]

Шаг 4: Общий подход

Рассмотрим упрощенный вариант, когда мы решим задачу равномерного уменьшения объемов всех реагентов. Например, если снизить концентрацию каждого реагента в той же степени, то соответствующий фактор уменьшения будет одинаков для всех концентраций.

Шаг 5: Подсчеты

Если мы обозначим новое значение концентрации за \(c\), тогда можно записать, что:

\[ c^a \cdot c^b = \frac{[NH_3]^a [Br_2]^b}{60} \]

Это подразумевает, что концентрации нужно уменьшить до \( \sqrt[ab]{\frac{1}{60}} \).

Шаг 6: Изменение объема

Так как концентрация — это количество вещества в единице объема, уменьшить концентрацию можно увеличив объем:

Если концентрации (количество молей) уменьшаются в 60 раз, то необходимо увеличить объем реакционной смеси также в 60 раз.

Заключение

Чтобы уменьшить скорость реакции \(8NH_3(г) + 3Br_2(ж) \rightarrow 6NH_4Br(к) + N_2(г)\) в 60 раз, необходимо увеличить объем реакционной смеси в 60 раз. Это приведет к снижению концентрации реагентов, что, в свою очередь, уменьшит скорость реакции.