Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 27 стр.

ников реакции. При сообщении молекулам некоторой энер-          довольно узкого интервала температур. Резкое возрастание
гии активации Е (избыточная энергия над средней) умень-         скорости реакции при повышении температуры объясняется
шается потенциальная энергия взаимодействия атомов в            тем, что число активных молекул при этом возрастает в гео-
молекулах, связи внутри молекул ослабляются, молекулы           метрической прогрессии.
становятся реакционноспособными. Энергия активации не                 Зависимость константы скорости реакции от темпера-
обязательно подводится извне, она может быть сообщена           туры установил Аррениус, и в честь него называется урав-
некоторой части молекул путем перераспределения энергии         нением Аррениуса:
при их столкновениях. По Больцману, среди N молекул на-                              А
ходится следующее число активных молекул N*, обладаю-                        ln k = - + В; или k= В е − А / Т ,    (I-111)
                                                                                     Т
щих повышенной энергией:                                        где А и В – константы.
                      N*= N· е-Е/ RT               (I-107)            Константа А связана с энергией активации и равна
где Е- энергия активации, показывающая избыток энергии               Е
по сравнению со средним уровнем, которым должны обла-           А= - , где R–универсальная газовая постоянная; константа
                                                                     R
дать молекулы, чтобы реакция стала возможной.                   В=ln k0.
      При термической активации для двух температур Т1 и              Уравнение Аррениуса справедливо для более широко-
Т2 отношение констант скоростей будет:                          го интервала температур, чем температурный интервал
                        k     E 1 1                             применимости правила Вант-Гоффа.
                     ln 2 = ( − )                   (I-108)
                        k1 R T1 T2                                    Постоянные А и В в уравнении (I-111) можно найти
                       2,3RT1T2 k 2                             графическим путем по экспериментальным значениям кон-
откуда           Е=               lg ,              (I-109)     станты скорости при различных температурах (тангенс угла
                        T2 − T1     k1                          наклона такой зависимости lgk от 1/Т есть величина –А, а
что позволяет определять энергию активации по измерению         отсекаемый на оси lgk отрезок позволяет найти величину
скорости реакции при двух различных температурах Т1 и           В).
Т2. Данные уравнения (I-108) и (I-109) позволяют объяснить            Катализ – это изменение скорости реакции под дейст-
и правило Вант-Гоффа о том, что повышение температуры           вием веществ, которые, участвуя в процессе, к концу его
на 10 градусов увеличивает скорость реакции в 2-4 раза в        остаются химически и количественно неизменными. Такие
эндотермических реакциях:                                       вещества называются катализаторами. Катализатор толь-
                                           T2 − T1
          k                     v    k t                        ко ускоряет наступление равновесия, но не смещает его, и
      γ = T +10 = 2 − 4 , или 2 = 2 = 1 = γ 10 ,     (I-110)    поэтому в присутствии катализатора нельзя получить в рав-
            kT                  v1 k1 t2
                                                                новесной смеси больше продуктов реакции, чем без него.
где γ -температурный коэффициент реакции, t1,t2 – время
                                                                Различают два типа катализа: гомогенный (катализатор и
протекания реакции.                                             реакционная смесь образуют гомогенную фазу) и гетеро-
     Правило Вант-Гоффа применимо для реакций, проте-           генный (катализатор находится в виде самостоятельной фа-
кающих при сравнительно невысоких температурах и для            зы и реакция протекает на ее поверхности).

                                                           55   56