Практическое руководство к лабораторным работам по физической и коллоидной химии для студентов геологического факультета. Манапова Л.З - 13 стр.

UptoLike

13
где
γ
- температурный коэффициент, k
t+10
и k
t
константы скорости реакции
при температуре
t +10
и t , соответственно.
Определив
γ
, можно приближенно рассчитывать константу скорости в
небольшом интервале относительно невысоких температур по уравнению:
kk
tt
tt
21
21
10
=⋅
γ
()/
(26)
Более точная зависимость скорости реакции от температуры (T)
описывается уравнением Аррениуса
kA ERT
=
exp( / ) или
ln lnkA
E
R
T
=−
(27)
где k - константа скорости реакции, А - эмпирическая постоянная, называемая
предэкспоненциальным множителем и численно равная константе скорости
при
T →∞, E - эмпирическая постоянная, имеющая размерность энергии
(энергия активации), T - термодинамическая температура , R - универсальная
газовая постоянная.
Энергией активации реакции согласно теории соударений называется
минимальная энергия (в расчете на 1 моль), которой должны обладать
реагирующие частицы, чтобы столкновение между ними привело к
взаимодействию. Частицы, энергия которых больше или равна E , называются
активными. Эта
энергия необходима для преодоления энергетического
барьера реакции. Столкновение будет эффективным, если суммарная энергия
сталкивающихся частиц равна или больше энергии активации E, характерной
для данной реакции. Для сложной реакции (протекающей в несколько стадий)
параметр E в уравнении Аррениуса не равен энергии активации
лимитирующей стадии, а представляет некоторую функцию энергий
активации отдельных
стадий или вообще эмпирическую величину.
Самый простой способ определения энергии активации E
использование уравнения Аррениуса (27) при температурах T
1
и T
2
, что дает:
ln
k
k
E
R
TT
TT
T
T
2
1
21
12
=⋅
(28)
отсюда - возможность расчета E по константам скоростей при двух
температурах.
Меньшую ошибку в значении E получают при построении графической
зависимости
ln k от 1/T , соответствующей уравнению (27), когда известен
ряд констант скоростей при различных температурах.
1.5 Влияние катализатора на скорость химической реакции
Катализатором называют вещество, которое не расходуется в реакции,
но меняет ее скорость. Изменение скорости реакции под воздействием
катализатора называется явлением катализа. Если катализатор составляет
одну фазу с реагирующим веществом, говорят о гомогенном
катализе. В
случае гетерогенного катализа реакция протекает на границе фаз между
катализатором и реагирующими веществами. Функция катализатора
где γ - температурный коэффициент, k t +10 и k t константы скорости реакции
при температуре t + 10 и t , соответственно.
      Определив γ , можно приближенно рассчитывать константу скорости в
небольшом интервале относительно невысоких температур по уравнению:
                            k t2 = k t1 ⋅ γ (t2 − t1 ) /10          (26)
     Более точная зависимость скорости реакции от температуры (T)
описывается уравнением Аррениуса
                                                         E
              k = A exp( −E / R T ) или ln k = ln A −              (27)
                                                        RT
где k - константа скорости реакции, А - эмпирическая постоянная, называемая
предэкспоненциальным множителем и численно равная константе скорости
при T → ∞ , E - эмпирическая постоянная, имеющая размерность энергии
(энергия активации), T - термодинамическая температура , R - универсальная
газовая постоянная.
       Энергией активации реакции согласно теории соударений называется
минимальная энергия (в расчете на 1 моль), которой должны обладать
реагирующие частицы, чтобы столкновение между ними привело к
взаимодействию. Частицы, энергия которых больше или равна E , называются
активными. Эта энергия необходима для преодоления энергетического
барьера реакции. Столкновение будет эффективным, если суммарная энергия
сталкивающихся частиц равна или больше энергии активации E, характерной
для данной реакции. Для сложной реакции (протекающей в несколько стадий)
параметр E в уравнении Аррениуса не равен энергии активации
лимитирующей стадии, а представляет некоторую функцию энергий
активации отдельных стадий или вообще эмпирическую величину.
       Самый простой способ определения энергии активации E
использование уравнения Аррениуса (27) при температурах T1 и T2, что дает:
                             kT 2 E    ⎛ T − T1 ⎞
                        ln       =    ⋅⎜ 2       ⎟                 (28)
                             kT 1 R    ⎝ T1 ⋅ T2 ⎠
отсюда - возможность расчета E по константам скоростей при двух
температурах.
      Меньшую ошибку в значении E получают при построении графической
зависимости ln k от 1/T , соответствующей уравнению (27), когда известен
ряд констант скоростей при различных температурах.

      1.5 Влияние катализатора на скорость химической реакции
      Катализатором называют вещество, которое не расходуется в реакции,
но меняет ее скорость. Изменение скорости реакции под воздействием
катализатора называется явлением катализа. Если катализатор составляет
одну фазу с реагирующим веществом, говорят о гомогенном катализе. В
случае гетерогенного катализа реакция протекает на границе фаз между
катализатором и реагирующими веществами. Функция катализатора
                                         13