Question

Некоторая реакция при температуре 20С протекала за 1 час 40 минут. За сколько секунд будет протекать эта реакция, если температуру повысить до 60 С? Известно, что температурный коэффициент данной реакции равен 2. Покажи решение это задачи

Answer 1

Объяснение:

25-20 =5

5/10 =0,5

2 в степени 0,5 = корень из 2 = 1,4

0,5/1,4 = 0,36 моль/л с.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение Аррениуса, которое описывает зависимость скорости химической реакции от температуры:

k2 / k1 = e^(Ea / R * (1/T1 - 1/T2))

где: k1 - скорость реакции при температуре T1, k2 - скорость реакции при температуре T2, Ea - энергия активации реакции, R - универсальная газовая постоянная (приближенно, 8.314 Дж / моль * К), T1 - начальная температура (в Кельвинах), T2 - конечная температура (в Кельвинах).

У нас есть следующая информация:

• T1 = 20 °C = 20 + 273.15 = 293.15 K (начальная температура)
• T2 = 60 °C = 60 + 273.15 = 333.15 K (конечная температура)
• Температурный коэффициент (Q10) = 2

Мы хотим найти, за сколько секунд будет протекать реакция при температуре 60 °C, если она протекала 1 час 40 минут (или 1.67 часа) при 20 °C. Это время при 20 °C - это время при T1.

Давайте воспользуемся уравнением Аррениуса, чтобы найти Ea (энергию активации):

2 = e^(Ea / (8.314 J/mol*K) * (1/293.15 K - 1/333.15 K))

Теперь давайте решим это уравнение для Ea:

ln(2) = Ea / (8.314 J/mol*K) * (1/293.15 K - 1/333.15 K)

Ea = ln(2) * 8.314 J/mol*K * (333.15 K - 293.15 K) / (1/293.15 K - 1/333.15 K)

Ea ≈ 41750 J/mol

Теперь у нас есть энергия активации (Ea). Мы можем использовать это значение, чтобы найти скорость реакции при 60 °C (T2) и затем найти время протекания реакции.

Сначала найдем скорость реакции (k2) при T2, используя уравнение Аррениуса:

k2 / k1 = e^(Ea / (8.314 J/mol*K) * (1/T1 - 1/T2))

k2 / (1.67 часа) = e^(41750 J/mol / (8.314 J/mol*K) * (1/293.15 K - 1/333.15 K))

Теперь найдем k2:

k2 = (1.67 часа) * e^(41750 J/mol / (8.314 J/mol*K) * (1/293.15 K - 1/333.15 K))

Теперь, чтобы найти время (t) протекания реакции при T2, мы можем использовать следующее уравнение:

k2 = 1 / t2

где t2 - время протекания реакции при T2.

t2 = 1 / k2

t2 = 1 / [(1.67 часа) * e^(41750 J/mol / (8.314 J/mol*K) * (1/293.15 K - 1/333.15 K))]

Теперь давайте рассчитаем это значение:

t2 ≈ 187.85 секунд

Итак, при повышении температуры до 60 °C, эта реакция будет протекать примерно 187.85 секунд.