Методические разработки к практикуму по физической химии. Часть II. Химическая кинетика. Соломонов Б.Н - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

13
1.7 Зависимость скорости реакции от температуры
Для характеристики зависимости скорости реакций от температуры (
T )
иногда используется эмпирический параметр – температурный коэффициент
реакции (
), показывающий, во сколько раз меняется скорость реакции при
повышении температуры на 10 градусов.
10
T
T
k
k
(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
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
RT
, (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
RT T k
E
TT k
(28)
и с учетом формулы (26)
ln ln +
a
E
Ak
RT
(29) 
          1.7 Зависимость скорости реакции от температуры

    Для характеристики зависимости скорости реакций от температуры ( T )
иногда используется эмпирический параметр – температурный коэффициент
реакции (  ), показывающий, во сколько раз меняется скорость реакции при
повышении температуры на 10 градусов.
                                             k
                                        T 10                       (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  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
                                                                 E
                     k  A  exp ( - Ea / RT ) или ln k  ln A - 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
                                k        E 1         1
                             ln 2  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




                                    13

Страницы