If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:9:40

Изпит по химия 2015 AP, въпроси със свободен отговор

Видео транскрипция

Синята хранителна боя може да се окисли с белина, която съдържа хипохлорит, обикновено в белината има натриев хипохлорит, и се получават безцветни продукти, както се вижда от уравнението по-горе. Значи това е хранителна боя, която реагира с хипохлорит, и се получават безцветни продукти. Ученик използва спектрофотометър, настроен на 635 нанометра, за да изследва абсорбцията на хранителната боя по време на процеса на окисление с белина. Понеже говорим за синя хранителна боя, предполагам, че това е дължината на синята светлина, която ще се абсорбира оптимално от синята боя. В този експеримент белината е в излишък, така че концентрацията на хипохлорит е константа по време на процеса. Добре. Ученикът е изобразил получените данни на тези графики. На графиките по вертикалната ос имаме абсорбренти, и виждаме, че абсорбентите, когато имаме висока концентрация на синя хранителна боя, тогава имаме висока абсорбция, а при ниска концентрация на синята хранителна боя имаме ниска абсорбция. Можем да приемем това за показател за концентрацията на синята боя. Тук е представена абсорбцията по отношение на времето, имаме натурален логаритъм от абсорбцията спрямо времето. Тук имаме едно върху абсорбцията по отношение на времето. Да видим въпросите. На база тези графики, от какъв порядък е реакцията по отношение на синята хранителна боя? По отношение на синята боя. Нека да помислим, ще направя едно бързо въведение, ако говорим за реакция от нулев порядък, това означава, че скоростта на реакцията е константа. Скоростта е постоянна. Скоростта не зависи от концентрацията на синята боя. Не зависи от концентрацията на боята. Концентрацията на боята. Това ли виждаме? Не, скоростта не е постоянна, ако гледаме абсорбцията, която пак повтарям, е показател за концентрацията на боята, тук горе скоростта е доста голяма, имаме стръмен наклон, а после той става все по-малко и по-малко стръмен, когато концентрацията на хранителната боя намалява с напредване на реакцията. Така че това определено не е реакция от нулев порядък, ако беше от нулев порядък, тогава абсорбцията, пак повтарям, тя е показател за концентрацията, на синята боя по отношение на времето, тогава щяхме да очакваме графиката да е права. Когато видиш права, можеш да кажеш: "Това изглежда е реакция от нулев порядък." Сега, тук имаме натурален логаритъм от абсорбцията, което приемаме, че представлява концентрацията на боята. Тук имаме права линия, наистина права линия. Няма да се задълбочавам, нужно е използване на математически анализ, и диференциални уравнение, за да го разгадаем, но това ни показва реакция от първи порядък. При реакциите от първи порядък скоростта е пропорционална на концентрацията, нека да го запиша, скоростта е пропорционална на концентрацията – това е по отношение на синята хранителна боя – е пропорционална на концентрацията на синята хранителна боя. Записвам за краткост просто боя. Тук ще използвам малко математически анализ, можеш да кажеш, че скоростта на реакцията, което е скоростта на изменение на концентрацията на боята, по отношение на времето, ако това ти изглежда напълно непознато, ако не си учил/а математически анализ, можеш да пренебрегнеш това, което ще кажа в следващите 20 секунди. Значи това трябва да е пропорционално на концентрацията на боята. Боята, записвам COL = Coloring. И ако виждаш това, ще видиш, че натурален логаритъм от концентрацията на боята по отношение на времето, ще видиш, че получаваш права. Това е характерно за реакции от първи порядък, Но можеш да видиш тук горе, когато концентрацията на боята е висока, тогава е висока и скоростта, имаме стръмен наклон и когато концентрацията се понижи, тогава наклонът става по-малък. Така че дори не ти трябва математически анализ, можеш да погледнеш тук и да видиш, че се случва нещо подобно. Значи това е реакция от първи порядък. Какво щяхме да видим при реакциите от втори порядък? При реакциите от втори порядък, ако начертаеш едно върху абсорбцията, спрямо времето, или едно върху концентрацията, защото пак повтарям, чрез абсорбцията представяме концентрацията на синята боя, тогава тук щеше да има права, но сега случаят не е такъв. Но ако това е права, тогава можеш да кажеш, че това вероятно е реакция от втори порядък. Нека да отговорим на въпроса, това е реакция от първи порядък по отношение на синята боя. Сега да видим втората подточка. Реакцията е от първи порядък по отношение на белината. Добре, значи сега разглеждаме реакцията по отношение на белината а не на боята. Във втори експеримент ученикът приготвя разтвори от хранителна боя и белина, с концентрации, които са различни от първия пример. Добре. При смесване на разтворите ученикът наблюдава, че реакционната смес достига до абсорбция, близка до нула, твърде бързо. Твърде бързо се обезцветява. За да коригира задачата, ученикът предлага следните възможни модификицаии на експеримента. Ученикът не иска разтворът да се обезцветява толкова бързо, какво трябва да направи? Трябва ли да увеличи температурата? Ако увеличи температурата, това само ще ускори процеса още повече, молекулите ще се сблъскват с повече енергия и по-често, и това ще направи обезцветяването даже още по-бързо. Това ще промени нещата в обратната посока, затова отпада. Да увеличи концентрацията на хранителната боя. Това изглежда логично, Не казват синя боя, но предполагаме, че е синя. Ако твърде бързо се обезцветява, ако добавим повече хранителна боя, тогава ще има по-висока абсорбция и ще отнеме повече време, за да се обезцвети. Това изглежда интересно. А тук – да увеличим концентрацията на белината? Повтарям, белината е това, което реагира с боята и я прави безцветна, така че ако увеличим концентрацията ѝ, ще получим още по-бързо обезцветяване, което не е целта на ученика, а точно обратното. Задрасквам това. И това, което ни харесва, определено е увеличаване на концентрацията на хранителната боя. Искат да оградим един от предложените отговори, нека да го оградя, това е повече квадрат, отколкото кръг, но няма нищо. Коригирай експеримента и обясни как промяната увеличава времето, за което реакционната смес достига абсорбция нула. Записвам: повече боя, води до по-голяма първоначална абсорбция, и следователно за повече време сместа ще достигне нулева абсорбция. Абсорбция, тази дума наистина ми е трудна. Добре, трета подточка. В друг експеримент ученикът иска да изследва окислението на червена хранителна боя... подходящо го подчертавам в червено... червена хранителна боя и белина. Как студентът трябва да промени първоначалния експеримент, за да определи порядъка на реакцията по отношение на червената хранителна боя? Значи, това е един много добър експеримент, представен е графично по три различни начина, което е много добър индикатор за определяне на порядъка на реакцията. Но още в началото на видеото споменах накратко за дължината на вълната на светлината, това е синя светлина, и дори да не го знам наизуст, мога да кажа: "тук изследваме синя боя, вероятно са избрали дължина на вълната, която се абсорбира от синьото. Но сега ни интересува червено, значи би трябвало да използваме дължина на вълната, която се поглъща оптимално от червено, а дължината на вълната на светлината за червено е с по-малка дължина. Значи, промяна на дължината на вълната, която да бъде подходяща за абсорбция от червената боя. Или можеш да кажеш: да намалим дължината на вълната на светлината, да бъде от червената част от спектъра, за да съответства на червената боя. Всичко останало изглежда напълно правилно.