Question

На сколько градусов нужно увеличить температуру реакции, чтобы ее скорость увеличилась в 2 раза

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Чтобы  ответить  на этот  вопрос  нужно  иметь представление  о температурном  коэффициенте  реакции. Эта величина  показывает во сколько  раз  возрастет  скорость реакции  при повышении  температуры  на каждые 10° С.  Обычно  температурный коэффициент химической  реакции колеблется от 2 до 4.

 Поэтому  можно  с уверенность сказать, что  при повышении температуры  на 10°С  скорость  реакции  возрастет  как минимум в 2 раза.

Answer 2

Для определения этого значения необходимо знать активационную энергию реакции (Ea) и использовать уравнение Аррениуса:

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

где:

• $k$ - скорость реакции,
• $A$ - преэкспоненциальный множитель (постоянная скорости),
• $E_a$ - активационная энергия реакции,
• $R$ - универсальная газовая постоянная ($8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}$),
• $T$ - абсолютная температура в Кельвинах.

Чтобы увеличить скорость реакции в 2 раза, нужно воспользоваться соотношением Аррениуса для двух разных температур $T_1$ и $T_2$:

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

Так как $k_2 = 2 \cdot k_1$, то:

$2 = e^{\frac{E_a}{R} \left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)}$.

Выразим $T_2$ через $T_1$:

$\ln(2) = \frac{E_a}{R} \left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)$.

$\frac{R \cdot \ln(2)}{E_a} = \frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}$.

$\frac{1}{T_2} = \frac{R \cdot \ln(2)}{E_a} + \frac{1}{T_1}$.

$T_2 = \frac{1}{\frac{R \cdot \ln(2)}{E_a} + \frac{1}{T_1}}$.

Таким образом, вы можете использовать это выражение для расчета температуры $T_2$, при которой скорость реакции увеличится в 2 раза при известной активационной энергии $E_a$ и начальной температуре $T_1$.