Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I. Лямина Г.В - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

97
6.1.2. Зависимость скорости от температуры
При увеличении температуры скорость химической реакции
увеличивается. Приближенно эта зависимость может быть опреде-
лена с помощью
правила Вант-Гоффа: при повышении темпера-
туры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увели-
чивается в 2
– 4 раза:
10
)(
12
TT
12
υυ или
10
TΔ
12
υυ ,
(6.1.4)
где γ
– температурный коэффициент, который меняется от 2 до 4;
T
1
, Т
2
– температура (ΔT должна быть всегда больше нуля,
т. е.
Т
2
>T
1
); υ
1
– скорость реакции при Т
1
; υ
2
– скорость реак-
ции при
Т
2
.
Более точно влияние температуры на скорость химиче-
ской реакции можно определить с помощью
уравнения Арре-
ниуса
:
RT
E
Ak
a
e~υ
,
(6.1.5)
где υ – скорость химической реакции,
k – константа скоро-
сти (скорость
при концентрациях реагентов, равных 1),
А – предэкспоненциальный множитель, R – газовая посто-
янная (8,31 Дж/мольК),
T – температура (К), Еа – энергия
активации (кДж/моль).
Значение предэкспоненциального множителя определяет-
ся природой реагентов, вступающих в реакцию:
А = zP,
(6.1.6)
где
z – коэффициент, равный числу соударений молекул в
1 секунду для данной реакции;
Р – стерический фактор, опре-
деляющий вероятность взаимодействия данных молекул.
Величина энергии активации
(Еа) в уравнении Аррениуса
имеет точное значение для каждой химической реакции и опре-
деляется природой реагирующих веществ.
Энергия активации – избыточная энергия, которой
должны обладать молекулы для того, чтобы их столкнове-
98
0
Ea
2
Q
B
A
H
Ea
1
A-P + B -Q
A-B + P-Q
Координата реакции
Ea
P
(ABPQ)*
ние могло привести к образованию нового вещества.
Необходимо отметить, что энергия активации
– это «из-
быточная» часть полной энергии системы. Молекулы, обла-
дающие такой энергией, называются
активными молекулами.
Физический смысл энергии активации химической реакции
можно продемонстрировать графиком изменения потенциаль-
ной энергии в ходе химической реакции (рис. 6.1.1).
Рис. 6.1.1. Изменение потенциальной энергии между реакцион-
ными центрами в реакции:
AB и PQ – исходные вещества; AP и BQ – продукты реакции; APQB –
переходное состояние;
Еа
1
– энергия активации прямой реакции; Еа
2
–
энергия активации обратной реакции; Δ
Н – тепловой эффект реакции
Для того чтобы произошла реакция, необходимо сначала
преодолеть отталкивание электронных оболочек молекул, разо-
рвать или ослабить связи между атомами исходных веществ. На
это надо затратить определенную энергию. Если энергия стал-
кивающихся молекул достаточна, то столкновение может при-
вести к перестройке атомов и к образованию молекулы нового
вещества. При разрыве или ослаблении связей межд
у атомами
в молекулах исходные вещества переходят в неустойчивое
промежуточное состояние, характеризующееся большим запа-

Страницы