Методические разработки к практикуму по физической химии. Часть II. Химическая кинетика. Манапова Л.З - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

14
1.7 Зависимость скорости реакции от температуры
Для характеристики зависимости скорости реакций от температуры (
T )
иногда используется эмпирический параметр – температурный
коэффициент реакции (
γ
), показывающий, во сколько раз меняется
скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов.
10
T
T
k
k
γ
+
=
(25)
Для большинства реакций значение температурного коэффициента
лежит в интервале от двух до четырех. Однако известны реакции со
сложным механизмом, для которых величина температурного
коэффициента меньше единицы. Для количественной оценки влияния
температуры на скорость реакции величина
γ
применяется достаточно
редко, поскольку даже для одной реакции в широком температурном
интервале она не остается постоянной.
Более точно зависимость скорости реакции от температуры
описывается уравнением Аррениуса
exp ( - / )
a
kA ERT
=
⋅ или ln ln -
a
E
kA
R
T
= , (26)
где
k - константа скорости реакции,
A
- эмпирическая постоянная,
называемая предэкспоненциальным множителем и численно равная
константе скорости при
T →∞,
a
E - эмпирическая постоянная,
имеющая размерность энергии (энергия активации),
T -
термодинамическая температура,
R
- универсальная газовая постоянная.
Предэкспонециальный множитель и энергию активации можно
вычислить аналитическим путем, если известны значения константы
скорости при двух температурах. В этом случае из уравнения (26) получим
2
112
11
ln
a
E
k
kRTT
⎛⎞
=−
⎜⎟
⎝⎠
, (27)
откуда
()
12 2
21 1
ln
a
R
TT k
E
TT k
=
−
(28)
и с учетом формулы (26)
ln ln +
a
E
Ak
R
T
=
(29) 
         1.7 Зависимость скорости реакции от температуры

    Для характеристики зависимости скорости реакций от температуры ( T )
иногда используется эмпирический параметр – температурный
коэффициент реакции ( γ ), показывающий, во сколько раз меняется
скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов.
                                       kT +10
                                 γ =                              (25)
                                        kT
    Для большинства реакций значение температурного коэффициента
лежит в интервале от двух до четырех. Однако известны реакции со
сложным механизмом, для которых величина температурного
коэффициента меньше единицы. Для количественной оценки влияния
температуры на скорость реакции величина γ применяется достаточно
редко, поскольку даже для одной реакции в широком температурном
интервале она не остается постоянной.
    Более точно зависимость скорости реакции от температуры
описывается уравнением Аррениуса
                                                        Ea
          k = A ⋅ exp ( - Ea / RT ) или ln k = ln A -      ,      (26)
                                                        RT
где k - константа скорости реакции, A - эмпирическая постоянная,
называемая предэкспоненциальным множителем и численно равная
константе скорости при T → ∞ , Ea - эмпирическая постоянная,
имеющая     размерность    энергии     (энергия    активации),    T    -
термодинамическая температура, R - универсальная газовая постоянная.
    Предэкспонециальный множитель и энергию активации можно
вычислить аналитическим путем, если известны значения константы
скорости при двух температурах. В этом случае из уравнения (26) получим
                          k2   E ⎛1     1⎞
                     ln      = a ⎜    −    ⎟ ,                    (27)
                          k1   R ⎝ T1   T2 ⎠
откуда
                                   RT1T2       k
                          Ea =              ln 2                  (28)
                                 (T2 − T1 )    k1
и с учетом формулы (26)
                                                Ea
                           ln A = ln k +                          (29)
                                                RT

                                    14

Страницы