Физическая химия. Часть 2. Химическая кинетика. Коган В.Е - 114 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
113
Пример 6. Реакция первого порядка при температуре
o
70 C завершается
на 40% за 60 мин. При какой температуре реакция завершится на 80% за
120 мин, если энергия активации равна 60 кДж/моль?
Решение
Для реакции первого порядка константа скорости реакции может быть
выражена через степень превращения
0
/
x
c
β
= (x – убыль концентрации веще-
ства за время
τ ,
0
c – начальная концентрация вещества) следующим образом:
()
00
00
111
ln ln ln 1
ccx
k
cx c
τ
−
==−=−−β
τ− τ
.
Запишем это уравнение с учетом уравнения Аррениуса для двух температур
() ()
12
12
//
12
11
ln 1 ; ln 1
ERT ERT
aa
Ae Ae
−−
=− −β =− −β
ττ
,
где 60 кДж/моль
a
E = ,
1
70 273 343 KТ =+ = ,
1
3600 c
τ
= ,
1
0,4
β
= ,
2
7200 cτ= ,
2
0,8β= . Поделим одно уравнение на другое и прологарифмируем
(
)
()
21
21 1 2
ln 1
11
ln
ln 1
a
E
RT T
⎡
⎤
−β
⎛⎞
−=
⎢
⎥
⎜⎟
τ−β
⎝⎠
⎣
⎦
.
Из этого уравнения определим выражение для
2
T
()
()
2
21
121
1
ln 1
1
ln
ln 1
a
T
R
E
T
β
=
⎡⎤
τ−
+
⎢⎥
τ−β
⎣⎦
,
подставляя в которое приведенные выше значения конкретных величин и вы-
ражая
R
в кДж/моль (
R
= 8,314
3
10
−
кДж/моль) находим
()
()
o
2
3
1
333 K 60 C
7200ln 1 0,4
8,314 10 1
ln
60 3600ln 1 0,8 343
T
−
===
⎡⎤
−
⋅
+
⎢⎥
−
⎣⎦
.
Пример 7. Разложение ацетондикарбоновой кислоты в водном растворе –
реакция первого порядка. Измерены константы скорости
1234
,,,kk kk этой реак-

Страницы