Question

Обчисліть,на скільки градусів потрібно підвищити температуру,щоб швидкість реакції зросла в чотири рази,якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2

Answer 1

Якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2, то це означає, що при підвищені температури на кожні 10⁰С, швидкість хімічної реакції збільшується у 2 рази, тобто, щоб швидкість реакції зросла в чотири рази треба температуру підвищити на 20⁰С. 

Answer 2

Температурний коефіцієнт реакції (зазвичай позначається як \( k \)) визначає, наскільки змінюється швидкість реакції при зміні температури. Його зв'язок з температурою визначається формулою Арре́ніуса:

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

Де: - \( k \) - швидкість реакції; - \( A \) - константа; - \( E_a \) - енергія активації; - \( R \) - універсальна газова стала (\(8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\)); - \( T \) - температура у Кельвінах.

Температурний коефіцієнт \( k \) при збільшенні температури можна виразити відношенням:

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

де \( k_1 \) та \( T_1 \) - початкові значення швидкості реакції та температури, а \( k_2 \) та \( T_2 \) - нові значення.

Якщо швидкість реакції має збільшитися у 4 рази (тобто \( \frac{k_2}{k_1} = 4 \)), а температурний коефіцієнт \( k = 2 \), тоді можемо знайти зв'язок між температурами:

\[ 4 = e^{\left(\frac{E_a}{R} \cdot \left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)\right)} \]

Оскільки тут ми маємо тільки одне рівняння з двома невідомими (температурами \( T_1 \) та \( T_2 \)), необхідно додаткову інформацію про стартові температури або енергію активації \( E_a \), щоб точно розрахувати нову температуру.

Без цієї інформації неможливо точно розрахувати потрібне підвищення температури.