Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 108 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
108
Пример 6. Реакция первого порядка при температуре
o
70 C
завершается на
40% за 60 мин. При какой температуре реакция завершится на 80% за 120 мин,
если энергия активации равна 60 кДж/моль?
Решение
Для реакции первого порядка константа скорости может быть выражена че-
рез степень превращения
0
/
x
c
β
= (x – убыль концентрации вещества за время
τ
,
0
c – начальная концентрация вещества) следующим образом:
()
00
00
111
ln ln ln 1
ccx
k
cx c
β
τττ
−
==−=−−
−
.
Запишем это уравнение с учетом уравнения Аррениуса для двух температур
() ()
//
12
12
11
ln 1 ; ln 1
aa
ERT ERT
Ae Ae
β
β
ττ
−−
=− − =− − ,
где
60 /
a
E кДж моль=
,
1
70 273 343Т K=+ =
,
1
3600 c
τ
=
,
1
0,4
β
=
,
2
7200 c
τ
=
,
2
0,8
β
= . Поделим одно уравнение на другое и прологарифмируем
(
()
21
21 1 2
ln 1
11
ln
ln 1
a
E
RT T
τ
β
τβ
⎡
⎤
−
⎛⎞
−=
⎢
⎥
⎜⎟
−
⎝⎠
⎣
⎦
.
Из этого уравнения определим выражение для
2
T
()
()
2
21
121
1
ln 1
1
ln
ln 1
a
T
R
E
T
τβ
τβ
=
⎡⎤
−
+
⎢⎥
−
⎣⎦
,
подставляя в которое приведенные выше значения конкретных величин и вы-
ражая
R
в кДж/моль (
R
= 8,314
3
10
−
кДж/моль) находим
()
()
o
2
3
1
333 60
7200ln 1 0,4
8,314 10 1
ln
60 3600ln 1 0,8 343
TKC
−
===
⎡⎤
−
⋅
+
⎢⎥
−
⎣⎦
.
Пример 7. Разложение ацетондикарбоновой кислоты в водном растворе –
реакция первого порядка. Измерены константы скорости
1234
,,,kk kk
этой реак-
ции соответственно при нижеприведенных возрастающих температурах
12 34
,,TT TT:

Страницы