СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

VT
t
2 1
= ,
VT
t
1 2
где t 1 и t 2 – время протекания реакции при температурах T 1 и T 2 . Тогда
по правилу Вант-Гоффа
t ( )
1
T 2 − T 1
10
= γ .
t2
Каждая химическая реакция характеризуется определенным
энергетическим барьером, который преодолевают молекулы, чтобы
вступить в реакцию и образовать новые вещества. Для преодоления этого
барьера молекулам нужна дополнительная энергия – энергия активации.
Зависимость константы скорости химической реакции от температуры
определяется уравнением Аррениуса:
KT
E ⎛ 1 1 ⎞
2 a
lg = ⋅
⎜ −
⎟ ,
KT
2,3R
1 ⎝ T1
T2
⎠
где K
T , K
1 T – константы скорости реакции при температурах Т
2
1 и Т 2 ; R –
универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль⋅К), Е a – энергия
активации, кДж/моль.
Пример 1. Температурный коэффициент скорости химической реакции
равен 3. Как изменится скорость этой реакции при увеличении
температуры от 20 0 С до 50 0 С?
Решение. По правилу Вант-Гоффа:
Скорость реакции возрастает в 27 раз.
V
V
( T −T )
50−20
3 10
2 1
2
=
T
T
1
10
= γ = 27 .
Пример 2. При 323 0 К реакция заканчивается за 30 с. Сколько времени
будет длиться реакция при 293 0 К, если температурный коэффициент этой
реакции равен 2.
Решение. По правилу Вант-Гоффа
( T −T )
2
1
323−293
t
t
1
2
( − )
T 2 T 1
10
= γ ;
10
10
3
t1
= t2
⋅γ = 30 ⋅ 2 = 30 ⋅ 2 = 240с.
При температуре 293 0 К эта реакция закончится за 4 мин.
Пример 3. Рассчитайте энергию активации реакции, если константы
скорости этой реакции при 273 и 293 0 К соответственно равны 3,1⋅10 -5 и
3,1⋅10 -6 с -1 .
42