Question

Як зміниться швидкість реакції, якщо температуру підвищити з 0 до 40 градусів за Цельсієм? Температурний коефіціент швидкості реакції дорівнює 4​

Answer 1

Ответ:

Якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 4, то це означає, що при підвищені температури на кожні 10⁰С, швидкість хімічної реакції збільшується у 4 рази, тобто, щоб визначити зміну швидкості реакції порахуємо:

температура + 10⁰С, і швидкість прискорилася у 4 рази.

+ 20⁰С, 4х4=16.

+30⁰С, 16х4=64.

+40⁰С, 64х4=256.

Відповідь: реакція прискориться у 256 разів.

Answer 2

Загальна залежність між швидкістю хімічної реакції і температурою описується рівнянням Арреніуса:

$k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}}$,

де:

• $k$ - швидкість реакції,
• $A$ - пропорційність, що залежить від ефективної концентрації реагуючих частинок та інших факторів,
• $E_a$ - енергія активації реакції,
• $R$ - універсальна газова стала (приблизно 8.31 Дж/(моль·К)),
• $T$ - абсолютна температура (в Кельвінах).

Якщо ми розглядаємо зміну температури від 0 до 40 градусів Цельсія (273 до 313 К), ми можемо порівняти дві швидкості реакції для цих температур:

$\frac{k_2}{k_1} = \frac{A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT_2}}}{A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT_1}}} = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} \right)}$.

Підставляючи дані ($E_a = 4$, $R = 8.31$, $T_1 = 273$, $T_2 = 313$), ми можемо обчислити, наскільки разів зміниться швидкість реакції при збільшенні температури:

$\frac{k_2}{k_1} = e^{-\frac{4}{8.31} \left( \frac{1}{313} - \frac{1}{273} \right)} \approx 3.69$.

Отже, при підвищенні температури з 0 до 40 градусів Цельсія, швидкість реакції приблизно збільшиться в 3.69 рази за умови, що температурний коефіціент швидкості реакції ($E_a$) дорівнює 4.