considerente generale este clar că rata reacțiilor ar trebui să crească odată cu creșterea temperaturii, deoarece aceasta crește energia particulelor de coliziune și crește probabilitatea ca o transformare chimică să apară în timpul coliziunii. Acest lucru este confirmat de datele din tabel. 6.1, care arată timpii necesari pentru conversia doi moli de hidrogen și un mol de oxigen ( „amestec exploziv“) în apă, la temperaturi diferite, ca rezultat al reacției 2H2 + 2H20 = 02. Tabelul 6.1. br Efectul obRDOShSh MOW Rata temperaturii Temperatura Timp * C Din datele prezentate în tabelul. e A arată că hidrogenul și oxigenul fiind amestecate unele cu altele, în condiții normale, poate rămâne la nesfârșit împreună fără nici un semn de interacțiune chimică. Cu toate acestea, este suficient să se ridice temperatura la aproximativ 600-700 ° C (sau să se treacă o descărcare electrică) și reacția începe să curgă atât de viguros încât să apară o explozie. Pentru descrierea cantitativă a efectelor de temperatură în cinetica chimică se folosesc două relații principale: regula empirică Van't-Hoff și ecuația lui Arrhenius. Pentru o estimare aproximativa a variatiei vitezei, se foloseste pe scara larga regula Van't Hoff, conform caruia rata reactiei chimice devine de 2-4 ori mai mare cu cresterea temperaturii la fiecare 10 grade. Matematic, acest lucru înseamnă că viteza de reacție depinde de temperatura după cum urmează: „(T2) (6.4) unde - raportul vitezei de temperatură (y = 2 - 4). Regula Van't Hoff este foarte apropiată și se aplică numai într-un interval de temperatură foarte limitat. Este mult mai precisă ecuația lui Arrhenius care descrie dependența de temperatură a constantei ratei: Efectul temperaturii asupra ratei de reacție unde R este constanta gazului universal; A este un factor pre-exponențial care nu depinde de temperatură, ci este determinat numai de tipul de reacție; E ^ - energia de activare, care poate fi caracterizată ca o anumită energie prag: aproximativ vorbind, în cazul în care energia particulelor de coliziune este mai mică de £ l, prima reacție într-o coliziune nu se produce, în cazul în care energia depășește £ O reacție se va produce. Energia de activare nu depinde de temperatură. Cu alte cuvinte, în conformitate cu ecuația Arrhenius, creșterea temperaturii duce la o creștere a numărului de molecule active. Moleculele active sunt doar cei care dobândesc o energie bine definit pentru o anumită reacție, depășind energia medie a tuturor moleculelor. Un astfel de exces minim de energie (în comparație cu energia medie a molului de particule), care trebuie să aibă particulele de reactiv pentru transformarea chimică, corespunde energiei de activare Ek. Conform lui Arrhenius, constanta vitezei de reacție în (6.5) depinde exponențial la temperatură, astfel încât graficul dependenței k (Г) arată ca în fig. 6.1. Diferența dintre energia de activare și căldura de reacție A + B = AB + DS (6.5) Temperatura Fig. 6.1. Dependența constantei de viteză a reacției chimice la temperatură (A este valoarea coeficientului exponențial în ecuația Arrhenius) este ilustrată în mod clar de schema din Fig. 6.2. Energia de activare în sine se datorează dependenței energetice a energiei. 6.2. Relația dintre energia de activare și variația entalpiei (efect termic) bariera de reacție care trebuie depășită coliziunea moleculele din (£ a) sau inversa direcții directe (£ a) înainte de o relații de redistribuire. Din ecuația (6.5) și Fig. 6.2 rezultă că cu cât energia de activare este mai mare, cu atât reacția chimică va continua mai lent. Energia de activare este determinată de natura substanțelor care reacționează. Dacă valoarea sa este în intervalul 40-50 kJ / mol, substanțele reacționează reciproc în cantități apreciabile la o rată suficientă. La o energie de activare mai mare de 120 kJ / mol, substanțele reacționează extrem de lent la temperaturile obișnuite. Efectul temperaturii asupra ratei de reacție Astfel, ecuația Arrhenius corelează temperatura nu cu rata de reacție, ci cu rata constantă. Prin urmare, în cazul general, legea maselor acționând ar trebui să fie scrisă ca în cazul în care v și k sunt funcții ale temperaturii. Expresia (6.3) este scrisă pentru o anumită temperatură fixă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: