Question

5. За какое время закончится реакция при 30 оС, если при 10 градусах она заканчивается за 20 минут?Температурный коэффициент равен 2.​

Answer 1

Ответ прикрепил  в скриншоте

Объяснение:

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобится использовать уравнение Аррениуса, которое описывает зависимость скорости химической реакции от температуры.

Уравнение Аррениуса имеет следующий вид: k = A * exp(-Ea / (R * T))

где: - k - скорость реакции, - A - предэкспоненциальный множитель, - Ea - энергия активации реакции, - R - универсальная газовая постоянная, - T - температура велечинах абсолютной шкалы (например, Кельвинах).

Дано: T1 = 10 °C = 283 К (температура при которой реакция заканчивается за 20 минут) T2 = 30 °C = 303 К (искомая температура) t1 = 20 мин (время при T1)

Нам необходимо найти время t2, при котором реакция закончится при T2.

Так как температурный коэффициент равен 2, это означает, что с каждым увеличением температуры на 1°C скорость реакции удваивается (или в 2 раза изменяется). То есть, если t1 = 20 мин при T1 = 283 К, то при T2 = 303 К скорость реакции увеличится в 2 раза и будет равна t2.

Используя уравнение Аррениуса, мы можем записать:

k1 = A * exp(-Ea / (R * T1)) (1) k2 = A * exp(-Ea / (R * T2)) (2)

Коэффициенты A и Ea одинаковы для обоих случаев, поэтому их можно сократить:

k1 = k2

A * exp(-Ea / (R * T1)) = A * exp(-Ea / (R * T2))

exp(-Ea / (R * T1)) = exp(-Ea / (R * T2))

−Ea / (R * T1) = −Ea / (R * T2) (применяем логарифмы к обеим сторонам уравнения)

1 / (R * T1) = 1 / (R * T2)

T2 / T1 = T2 / 283 = 1 / 2 (получаем отношение температур, используя свойство равенства знаменателей и числителей)

Т2 = T1 * 2 = 283 * 2 = 566 К (температура при которой реакция заканчится за t2)

Теперь можем найти t2, используя пропорцию времени:

T1 / t1 = T2 / t2

283 / 20 = 566 / t2

t2 = 20 * (566 / 283) = 40 минут

Ответ: реакция при 30 °C (строго говоря, при 303 К) закончится за 40 минут.