Question

H2SO4(ж) + 2NaOH (ж) → Na2SO4(ж) + 2H2O(ж) +Q Во сколько раз возрастёт скорость реакции, если повысить температуру с 50 0 С до 80 0 С, а температурный коэффициент равен 4

Answer 1

Объяснение:

Дано:

t₁ = 50°C

t₂ = 80°C

γ = 4

-------------------

Найти:

υ₂/υ₁ - ?

Решение:

Используем по формуле Ванг-Гоффа:

υ₂/υ₁ = γ^t₂-t₁/10

υ₂/υ₁ = 4^80-50/10 = 4^30/10 = 4³ = 64

Скорость возрастет в 64 раза

Ответ: скорость возрастет в 64 раза

Answer 2

Для определения, во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры, можно воспользоваться уравнением Аррениуса:

k = A * e^(-Ea / RT)

где:

• k - скорость реакции,
• A - преэкспоненциальный множитель (постоянная скорости),
• Ea - энергия активации,
• R - универсальная газовая постоянная,
• T - температура в Кельвинах.

Мы хотим выяснить, во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 50°C до 80°C. Для этого мы можем использовать отношение скоростей при двух разных температурах:

(k2 / k1) = (A * e^(-Ea / RT2)) / (A * e^(-Ea / RT1))

Так как A и Ea - постоянные для данной реакции, они сокращаются:

(k2 / k1) = (e^(-Ea / RT2)) / (e^(-Ea / RT1))

Теперь мы можем подставить значения температур и температурного коэффициента:

Температура 1 (T1) = 50°C + 273.15 = 323.15 K Температура 2 (T2) = 80°C + 273.15 = 353.15 K Температурный коэффициент (Q10) = 4

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

(k2 / k1) = (e^(-Ea / R * 353.15 K)) / (e^(-Ea / R * 323.15 K))

Теперь мы можем сократить R, и у нас останется:

(k2 / k1) = (e^(-Ea / 353.15)) / (e^(-Ea / 323.15))

Теперь используем температурный коэффициент Q10:

Q10 = (k2 / k1) = (e^(-Ea / 353.15)) / (e^(-Ea / 323.15))

Чтобы выразить Q10 в виде 4, мы можем взять натуральный логарифм от обеих сторон уравнения:

ln(Q10) = ln(e^(-Ea / 353.15)) - ln(e^(-Ea / 323.15))

ln(Q10) = -Ea / 353.15 + Ea / 323.15

Теперь решим уравнение для Ea:

ln(Q10) = (Ea / 323.15 - Ea / 353.15)

Ea / 323.15 - Ea / 353.15 = ln(Q10)

Теперь найдем Ea:

Ea = 323.15 * 353.15 * ln(Q10) / (353.15 - 323.15)

Ea = 323.15 * 353.15 * ln(4) / 30

Ea ≈ 9222.96 Дж/моль

Теперь мы знаем энергию активации Ea. Теперь мы можем найти, во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 50°C до 80°C:

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

(k2 / k1) = (e^(-9222.96 / (8.314 J/(molK) * 353.15 K))) / (e^(-9222.96 / (8.314 J/(molK) * 323.15 K)))

(k2 / k1) ≈ 108.13

Итак, скорость реакции возрастет примерно в 108 раз при повышении температуры с 50°C до 80°C при данном температурном коэффициенте Q10.