Regula van't Hoff

Dependența vitezei de reacție la temperatură este de aproximativ determinată de o empirică regulă van't Hoff: schimbarea temperaturii la fiecare grade de viteză 10 variază în majoritatea reacțiilor de 2-4 ori.

Matematic regula Van't Hoff se exprimă după cum urmează:

unde v (T2) și v (T1) - viteze de reacție, respectiv, la temperaturi T2 și T1 (T2> T1);

y-temperatură coeficient al vitezei de reacție.

Valoarea γ pentru reacția endotermă este mai mare decât exotermă. Pentru mai multe răspunsuri y în intervalul 2-4.

Semnificația fizică a y cantitate constă în faptul că aceasta arată cât de multe ori viteza de reacție variază în funcție de schimbările de temperatură pentru fiecare 10 grade.

Deoarece constanta de viteză a reacției și viteza de reacție chimică este direct proporțională, expresia (3.6) este adesea scris în forma următoare:

unde k (T2), k (T1) - constantele vitezei de reacție, respectiv,

la temperaturi T2 și T1;

y -temperaturny coeficient viteza de reacție.

Exemplul 8. La cât de multe grade este necesară pentru a ridica temperatura care ar fi viteza de reacție este crescut de 27 de ori? Temperatura vitezei de reacție este de 3.

Decizie. Noi folosim expresia (3.6):

Obținem: 27 =. = 3 30 = DT.

A: 30 de grade.

Viteza de reacție și timpul în care are loc, mișcare în direcții opuse: mai mult V,

mai mică decât t. Matematic, acest lucru este exprimat prin relația

Exemplul 9. La o temperatură de 293 K pentru reacția are loc timp de 2 minute. Cât timp va continua această reacție la o temperatură de 273 K, dacă γ = 2.

Decizie. Din ecuația (3.8):

Noi folosim ecuația (3.6), pentru că el a primit:

regula Van't Hoff se aplică la un număr limitat de reacții chimice. Efectul temperaturii asupra ratei protses-cos adesea determinată de ecuația Arrhenius.

ecuația Arrhenius. In 1889, experimentele om de știință suedez S. Arre 1ius pe bază derivată o ecuație care este pe titlul numelui său

unde k - viteză de reacție constantă;

K0 - factor de predeksnonentsialny;

e - baza logaritmului natural;

Ea - o constantă, numită energia de activare determinată de natura reactivilor:

R-este gazul universal constantă egală cu 8.314 J / mol K x.

Valorile Ea pentru reacțiile chimice sunt în intervalul 4-400 kJ / mol.

Multe reacții sunt caracterizate printr-o barieră de-cal special Resurse de energie. Pentru a depăși aktatsii energia necesară - unele de energie în exces (în comparație cu energia de molecule nocive, la o temperatură dată), care trebuie să aibă molecule la coliziune lor de a fi eficiente, adică, ar conduce la formarea unei noi societăți ve ... Cu creșterea temperaturii, numărul de molecule active crește rapid, ceea ce duce la o creștere bruscă a vitezei de reacție.

În general, în cazul în care temperatura de reacție este schimbat de la T1 la T2, ecuația (3.9), după logaritmare devine:

Această ecuație permite calcularea energiei de activare a reacției, atunci când temperatura se modifică de la T1 la T2.

Rata reacțiilor chimice este crescută în prezența unui catalizator. Acțiunea catalizatorului constă în faptul că formează reactante intermediari instabili (complexe activate) ale căror rezultate degradare în. Formarea produșilor de reacție. La această energie de activare este redusa si devin molecule active, a căror energie a fost suficient pentru reacția în absența unui catalizator. Ca urmare a creșterii numărului total de molecule £ activă și crește viteza de reacție.

Modificarea vitezei de reacție în prezența unui catalizator exprimată prin următoarea ecuație:

în care vkat și Ea (pisici) - rata și energia de activare a unei reacții chimice în prezența unui catalizator;

v și Ea - rata și energia de activare a unei reacții chimice fără catalizator.

Exemplul energie 10 Activarea unei reacții, în absența catalizatorului a fost de 75,24 kJ / mol, cu un catalizator - 50,14 kJ / mol. De câte ori crește viteza de reacție în prezența unui catalizator, dacă reacția are loc la o temperatură de 298 K? Decizie. Noi folosim ecuația (3.11). Substituind în datele

Ea = 75,24 kJ / mol = 75,24 x 103 J / mol și

Ea (cat) = - 50,14 kD / mol = 50,14 x 103 J / mol obține

Astfel, reducerea energiei de activare a 25,1 kJ / mol, rezultând în viteza de reacție a crescut de 25 000 de ori.

Răspuns: 2,5 × 104 ori.