Влияние температуры на скорость реакции.

С повышением температуры скорости химических реакций сильно возрастают.

Существует эмпирическое правило Вант-Гоффа:

при повышении температуры на 10 °С скорость реакции (константа скорости) увеличивается в 2 - 4 раза.

Математически правило Вант-Гоффа можно записать следующим образом:

v₂ k_{2 DT /10}

¾¾ = ¾¾ = g, (3)

v₁ k₁

где g = 2 ¸ 4 - температурный коэффициент реакции,

v₁ и v₂(k₁ и k₂)-скорости (константы скорости) реакций

при температурах Т₁ и Т₂ соответственно, D Т = Т₂ - Т₁.

ПРИМЕР 4. Как изменится скорость реакции при увеличении температуры на 30 °С, если температурный коэффициент скорости реакции g = 3?

D T = 30, т.о. скорость реакции увеличится в v_T+30/v_T = 3^30/10 = 27 раз.

Правило Вант-Гоффа приближенное. Более точно температурная зависимость скорости реакции выражается уравнением Аррениуса: ln k = ln k₀ - E_акт/ (RT)

где k₀ - предэкспоненциальный множитель,

Е_акт - энергия активации,

R - универсальная газовая постоянная.

Энергия активации - минимальная избыточная энергия взаимодействующих частиц, необходимая для протекания реакции (рис. 1, а).

E

Е_акт

а Рис. 1. Изменение энергии в ходе

некаталитической (а) и

исх б каталитической (б) реакций.

прод

ход реакции

Зная температурный коэффициент реакции (g) в интервале температур от Т₁ до

Т₂ = Т₁+10, можно оценить величину энергии активации по уравнению: Е_акт» 0,1 × R × T₁ × T₂ × ln g (4)

Дата добавления: 2015-08-05