Визначити швидкість реакції при 100°C, якщо при 80°С і швидкість сановить 0,48 моль/л хв, а температурний коефіцієнт -4
Ответы на вопрос
Ответ:
Для знаходження швидкості реакції за нової температури використовуємо рівняння Вант-Гоффа:
ln(k2/k1) = Ea/R * (1/T1 - 1/T2)
де k1 - швидкість реакції при температурі T1;
k2 - швидкість реакції при температурі T2;
Ea - енергія активації, Дж/моль;
R - універсальна газова стала, 8,314 Дж/(моль∙К);
T1, T2 - температури, К.
За умовою:
k1 = 0,48 моль/л∙хв
T1 = 80°C = 353 K
T2 = 100°C = 373 K
Ea = ? (щоб знайти Ea, потрібно знати конкретну реакцію)
Температурний коефіцієнт з негативним значенням (-4) свідчить про те, що реакція є екзотермічною (виділяє тепло). Це може бути співвідносне з термітичною реакцією, наприклад:
Fe + Al(OH)3 -> Fe(OH)3 + Al
Для найпростішого випадку (реакція першого порядку) попередньо можна визначити енергію активації Ea, взявши логарифм відношення швидкостей при двох різних температурах:
ln(k2/k1) = Ea/R * (1/T1 - 1/T2)
ln(k2/0,48) = Ea/(8,314) * (1/353 - 1/373)
ln(k2/0,48) = Ea/(2078,5)
Ea = 2078,5 * ln(k2/0,48)
Якщо ми знаємо значення Ea, то можемо визначити швидкість реакції при новій температурі:
ln(k2/k1) = Ea/R * (1/T1 - 1/T2)
ln(k2/0,48) = Ea/(8,314) * (1/353 - 1/373)
ln(k2/0,48) = Ea/(2078,5)
k2 = 0,48 * exp(Ea/(2078,5) * (1/353 - 1/373))
Отже, швидкість реакції при 100°C буде залежати від конкретної реакції і значення Ea для неї.