Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 86 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

86
RT
Еак
eZ
.
−
⋅
.
Теперь становится понятнее смысл выражения 3.2.9: константа скорости ре-
акции – это есть число активных соударений, умноженных на некий попра-
вочный коэффициент «р», называемый стерическим множителем. Суть сте-
рического множителя выясним несколько позже, а пока рассмотрим несколь-
ко примеров решения задач с использованием уравнения Аррениуса.
Пример 1. Известно, что энергия активации некоторого процесса равна
Е
ак.
= 100 кДж/моль. Во сколько раз увеличится скорость реакции, если увели-
чить температуру с 20
0
С
до 30
0
С?
Решение. При температуре t
1
=
20
0
C (или 293 К) константа скорости ре-
акции k
1
, согласно уравнению Аррениуса, будет равна:
1
.
01
RT
Еак
ekk
−
=
,
а при 30
0
С
(303
К
) она равна:
2
.
02
RT
Еак
ekk
−
=
.
Разделим второе выражение на первое и подставим численные значения из-
вестных величин.
разаee
ek
ek
k
k
TTR
TTE
RT
E
RT
E
ak
ak
ak
88,3
29330331,8
)293303(100000
)(
0
0
1
2
21
12
2
2
===
⋅
⋅
=
⋅⋅
−⋅
⋅⋅
−⋅
−
−
При увеличении температуры на 10
0
скорость реакции вырастет в 3,88 раза,
что хорошо совпадает с эмпирическим правилом Вант-Гоффа.
Пример 2. Скорость реакции возросла в два раза при повышении тем-
пературы на 10
0
. Рассчитайте энергию активации этой реакции вблизи 300
К.
Решение. Согласно условию задачи отношение констант скоростей ре-
акции при температуре, скажем,
Т
1
= 295
К
и
Т
2
= 305
К
должно быть равно
двум: k
2
/ k
1
= 2. Воспользуемся уравнением 3.2.7. и подставим наши чис-
ленные данные:
Е
ак. =
12
1
1
2
lg3,2
ТТ
ТТ
k
k
R
t
t
−
⋅⋅⋅⋅
=
молькДж
R
/815,51
295305
3052952lg3,2
=
−
⋅⋅⋅⋅
Отсюда получаем значение энергии активации данного процесса, равное
51,815 кДж/моль.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
3.2.5. Константа скорости некоторой реакции при 20
0
С равна 3·0
-2
, а при 50
0
С она
составляет величину 4·10
-1
(условных единиц). Определите энергию активации и рассчи-
тайте константу скорости при 30
0
С.
3.2.6. Вычислите, во сколько раз возрастет скорость реакции при уменьшении энер-
гии активации на 100 кДж/моль, если энергия активации равна 150 кДж/ моль (при 300К).

Страницы