Pentru o estimare aproximativă a efectului temperaturii asupra vitezei de reacție este utilizat, uneori, așa-numita „regulă de Van't lui Hoff“, care din secolul al XIX-chimist Jacob olandeză van't Hoff formulate. Aceasta este o regulă pur empirică, adică o regulă bazată nu pe nicio teorie, ci pe date experimentale. În conformitate cu această regulă, o creștere a temperaturii cu 10 grade conduce la o creștere a vitezei cu două până la trei (sau patru) ori. Din punct de vedere matematic, această dependență poate fi exprimată prin ecuația v2 / v1 = γ (T2 - T1) / 10. unde v1 și v2 sunt viteze de reacție la temperaturile T1 și T2; Cantitatea γ se numește coeficientul de temperatură al reacției. De exemplu, dacă γ = 2, atunci la T2 - T1 = 50 ° v2 / v1 = 25 = 32, adică reacția a fost accelerată de 32 de ori. Această accelerație nu depinde de valorile absolute ale T1 și T2. ci numai pe diferența lor.
Cu toate acestea, din ecuația Arrhenius rezultă că coeficientul de temperatură al reacției depinde atât de energia de activare Ea, cât și de temperatura absolută. Pentru o reacție dată cu o anumită valoare a lui E a, accelerarea cu creșterea temperaturii cu 10 grade va fi cea mai mare, cu atât temperatura este mai mică. Astfel, este evident că o creștere a temperaturii de la 0 la 10 ° C ar trebui să aibă un efect asupra ratei de reacție mult mai mare decât creșterea temperaturii pentru aceeași reacție de la 500 la 510 ° C.
Pe de altă parte, accelerarea reacției (cu o creștere a temperaturii cu aceleași 10 grade) va fi mai puternică cu cât este mai mare energia de activare. Dacă energia de activare pentru o anumită reacție este mică, atunci o astfel de reacție se desfășoară foarte rapid și, cu o creștere a temperaturii de 10 ° C, rata sa abia se schimbă. Pentru astfel de reacții cu coeficient de temperatură mult mai mică poate depăși semnificativ 2. trei sau chiar patru ori pentru reacțiile cu energie ridicată activare a accelerației cu creșterea temperaturii la 10 ° C
Este evident că regula Van't Hoff contrazice nu numai ecuația lui Arrhenius, ci și multe date experimentale. De unde a venit și de ce este adesea efectuată? Dacă te uiți pentru orice reacție se efectuează, de obicei, van't Hoff, se dovedește că toate aceste reacții nu sunt prea repede și nu prea lent, și cu o măsurătoare confortabilă (la o temperatură dată) de viteză. Rata acestor reacții a fost studiată de chimiști în timpul lui Van't Hoff. Domeniul acestei reguli este arătat în figură: numai pentru acele rapoarte ale energiei și temperaturii de activare care sunt închise între două ramuri ale parabolei, regula Van't Hoff este îndeplinită. Sub ramura inferioară, coeficientul de temperatură γ <2, тогда как выше верхней ветви γ> 3.
În prezent, chimiștii au opțiunea de a utiliza dispozitive diferite pentru a studia reacția experimental și extrem de rapid și foarte lent, pentru care coeficientul de temperatură poate fi semnificativ mai mic de 2 sau 4. Prin urmare, mult mai general van't Hoff, care, spre deosebire de ecuația Arrhenius. nu are nici un înțeles fizic clar, este doar de interes istoric și nu este folosit în știința modernă. Cu toate acestea, în cazul în care reacția este studiat cu confortabil pentru măsurarea vitezei, de exemplu, se termină cu 30 - 40 de minute, iar energia de activare este necunoscut, atunci o estimare aproximativă pentru viteza provizorie în funcție de temperatura acestei reacții poate fi utilizat de obicei van't Hoff.
Imprint:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: