Q.

Consider the following reaction, the rate expression of which is given below

A + BC

rate=k[A]1/2[B]1/2

The reaction is initiated by taking 1 M concentration of A and B each. If the rate constant (k) is 4.6×10-2 s-1, then the time taken for A to become 0.1 M is _____ sec. (nearest integer)               [2024]


Ans.

(50)

                           A          +          B                 C

              t=0    ao                     ao                      0

              t=t     ao-x              ao-x                x

              r=k[A]1/2[B]1/2=k(ao-x)1/2(ao-x)1/2

              dxdt=k(ao-x)

              dx(ao-x)=kdt

               Integrate both sides

               0xdx(ao-x)=0tkdt

                [ln(ao-x)-1]0x=[kt]0t

               [ln(ao-x)-1-ln(ao)-1]=kt

               ln(aoao-x)=kt

               2.303log10(aoao-x)=kt

               In the question a0=1M and (a0-x)=0.1M

               2.303log10(10.1)=4.6×10-2t

              2.303log1010=4.6×10-2t

              2.303×1=4.6×10-2t

             t=50s