Question

Константа швидкості реакції синтезу гетероциклічного похідного бурштинової кислоти при 283 К становить 4,510–3 л·моль–1·c–1. Розрахуйте константу швидкості і період напівперетворення при 298 К, якщо вихідні концентрації реагентів однакові (с0 = 0,06 моль/л), а енергія активації дорівнює 39,97 кДж/моль.

Answer 1

при 298 К константа швидкості становить 0,001348 л·моль^(-1)·с^(-1), а період напівперетворення дорівнює приблизно 514,56 с.

Answer 2

Для розрахунку константи швидкості при 298 К і періоду напівперетворення можна використовувати рівняння Арреніуса для температурних залежностей константи швидкості реакції:

k2 = k1 * exp(-ΔEa / (RT2))

де: k2 - константа швидкості при новій температурі (298 К) k1 - константа швидкості при початковій температурі (283 К) ΔEa - енергія активації (39,97 кДж/моль) R - газова стала (8,314 Дж/(моль·К)) T2 - нова температура (298 К) T1 - початкова температура (283 К)

Спочатку переведемо температури в Кельвіни:

T1 = 283 К T2 = 298 К

Тепер можемо підставити ці значення в рівняння:

k2 = (4,5 * 10^(-3) л·моль^(-1)·c^(-1)) * exp(-39970 Дж/(8,314 Дж/(моль·К) * 298 K)) / (8,314 Дж/(моль·К) * 283 K)

Розрахунок:

k2 = (4,5 * 10^(-3)) * exp(-0,201) / 2,354 k2 ≈ 0,0000158 л·моль^(-1)·c^(-1)

Тепер, щоб розрахувати період напівперетворення (t1/2) при 298 К, можна використовувати наступне рівняння:

t1/2 = 0.693 / k2

t1/2 = 0.693 / 0,0000158

t1/2 ≈ 43924 с (секунди)

Отже, константа швидкості при 298 К становить приблизно 0,0000158 л·моль^(-1)·c^(-1), і період напівперетворення при цій температурі дорівнює приблизно 43924 секунди.