Question

При 20 градусах скорость химической реакции 0.04 моль/л⋅с . При какой температуре будет скорость этой реакции равна 0.32 моль/л⋅с,если температурный коэффициент равен 2?

Answer 1

2.5 будет моль потом коафицент будет 2 умножить на 4

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Аррениуса, которое описывает зависимость скорости химической реакции от температуры:

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

где: - \( k \) - скорость реакции, - \( A \) - преэкспоненциальный множитель (часто называемый частотой столкновений молекул), - \( E_a \) - энергия активации, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \ J/(mol \cdot K)\)), - \( T \) - температура в Кельвинах.

Мы можем воспользоваться этим уравнением, чтобы найти температуру (\(T_2\)), при которой скорость реакции станет равной 0.32 моль/(л⋅с). Для этого можно воспользоваться следующей формулой:

\[ k_2 = A \cdot e^{-\frac{E_a}{R \cdot T_2}} \]

Зная, что при 20 градусах скорость реакции (\(k_1\)) равна 0.04 моль/(л⋅с), мы можем записать:

\[ k_1 = A \cdot e^{-\frac{E_a}{R \cdot T_1}} \]

где \( T_1 \) - температура в Кельвинах при 20 градусах.

Используя информацию о температурном коэффициенте (\(2\)), мы можем написать:

\[ \frac{k_2}{k_1} = \frac{A \cdot e^{-\frac{E_a}{R \cdot T_2}}}{A \cdot e^{-\frac{E_a}{R \cdot T_1}}} \]

Так как \( A \) сокращается, мы получаем:

\[ \frac{k_2}{k_1} = e^{-\frac{E_a}{R} \cdot \left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)} \]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно \( T_2 \):

\[ T_2 = \frac{1}{{\frac{E_a}{R} \cdot \ln\left(\frac{k_2}{k_1}\right) + \frac{1}{T_1}}} \]

Подставим известные значения:

\[ T_2 = \frac{1}{{\frac{2 \cdot 8.314}{R} \cdot \ln\left(\frac{0.32}{0.04}\right) + \frac{1}{20 + 273.15}}} \]

Вычислим \( T_2 \) с учетом указанных значений.