Q.

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

A + B→C

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)=∫0tk dt

                [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=1 M and (a0-x)=0.1 M

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

              2.303log1010=4.6×10-2 t

              2.303×1=4.6×10-2 t

             t=50 s