3.8: Вікторина 8.5

1) Оболонка птеропод (зроблена з$\mathrm{CaCO}_3$) важить$0.01 \mathrm{mg}$. До 2100 року океан буде$126 \%$ більш кислим, ніж доіндустріальний рівень, якщо ми продовжимо наш нинішній шлях. Це призведе до розчинення оболонки:$\mathrm{CaCO}_3(\mathrm{~s}) \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{CO}_3{ }^{2-}$ (aq)

Ви вимірюєте цю реакцію, зважуючи оболонку проти часу кожні 1 годину і записуєте свої результати:

Експеримент	$[\mathrm{CaCo}_3](\mathrm{~mg})$
1 ($t=0$год)	\ ([\ mathrm {CaCo} _3] (\ mathrm {~мг})\) ">0.01
2 ($t=1$год)	\ ([\ mathrm {CaCo} _3] (\ mathrm {~мг})\) ">0.008
3 ($t=2$год)	\ ([\ mathrm {CaCo} _3] (\ mathrm {~мг})\) ">0.006
4 ($t=3$год)	\ ([\ mathrm {CaCo} _3] (\ mathrm {~мг})\) ">0.004

а) Якщо оболонка повністю розчиняється в 0,1 л води, яка молярна концентрація отриманої$\mathrm{CO}_3{ }^{2-}$? (1.5 балів)

б) Який порядок реакції? (1.5 балів)

в) Яка швидкість реакції (виражена в м/с)? (1.5 балів)

г) Що таке константа швидкості для реакції і які одиниці вона має? (1.5 балів)

 

2) Ви знаходите аркуш скла в Лабораторії скла і хочете збільшити його стійкість до перелому, щоб ви могли кидати в нього бейсбольні м'ячі. Це скло є содовим склом, тобто$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ було додано в розплав.

а) Схема$2 \mathrm{D}$ поперечного перерізу аморфного$\mathrm{SiO}_2$ показана нижче в одній коробці. Намалюйте, як додавання$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ змінює цю структуру.

б) Після додавання$\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}$ температура скляного переходу збільшується, зменшується або залишається незмінною?

в) Для того щоб зміцнити скло, ви вирішили використовувати метод іонного обміну. Що таке один іон, який ви могли б обмінюватися, і який іон залишає скло під час цього процесу?

г) Опишіть, як іонний обмін збільшує в'язкість скла, стосовно молярного об'єму та поля напружень.