Влияние температуры на скорость
Правило Вант-Гоффа: при повышении Т на 
скорость хим. реакции увеличивается в 2-4 раза. Математически это правило можно записать: 
, 
, 
- температурный коэффициент хим. реакции. Правило Вант-Гоффа является приближённым и его обычно используют для приблизительно оценки скорости при изменении температуры. Более точным является уравнение Аррениуса, по которому:
. Они могут быть вычислены по значению констант скорости при 2-х различных Т. При 
: 
(1). При 
: 
(2). Вычитая из (1) (2) получаем 
. Отсюда можно выразить А. Зная А, по уравнению (1) или (2) вычисляют В. Уравнение Аррениуса может быть получено т/д-им выводом из уравнения изобары (изохоры) хим. реакции. Опуская индексы, характеризующие условия протекания реакции, это уравнение записывается: 
, 
, где 
и 
- константы скорости прямой и обратной реакции. Учитывая эти уравнения можно записать: 
. Представим тепловой эффект реакции Q как разность 2-х энергетических величин: 
. Тогда последнее уравнение можно записать в виде: 
. С точностью до некоторой постоянной величины можно записать: 
, 
. Опыт показывает что 
. Отбрасывая индексы, последнее уравнение записывается: 
(1), где К – константа скорости хим. реакции. Энергетическая величина Е в этом уравнение называется энергией активации. Полученное уравнение описывает зависимость К хим. реакции от температуры. Разделив переменные и проинтегрировав, получим: 
, 
(2).
Уравнение (2) по форме походит на уравнение Аррениуса, интегрируя (2) получим: 
, 
(3).
Уравнение используют либо для вычисления энергии активации по известным константам скорости при двух температурах, либо для вычисления константы скорости реакции при неизменной температуре, если известна энергия активации. Для большинства хим. реакций энергия активации определяется в пределах 
. Физический смысл энергии активации раскрывается в теории химической кинетики, её можно определить как некоторый избыток энергии по сравнению со средним значением для денных условий, которыми должны обладать молекулы чтобы вступить в хим. реакцию. Уравнение (2) чаще представляют в виде: 
. При этом 
называют предэкспоненциальным множителем. Связь энергии активации с тепловым эффектом можно проиллюстрировать с помощью представлению о энергетическом барьере, который разделяет начальное и конечное состояние системы. I и II – уровни энергии вещ-в исходных и продуктов реакции. 
- энергия активации прямой реакции. 
- энергия активации обратной реакции. Избыток энергии реагирующих молекул, названный энергией активации, необходим для преодоления отталкивания электронных облаков взаимодействующих молекул при их столкновении, и для разрыва старых связей молекул. Уравнение Аррениуса справедливо в области невысоких температур; при достаточно высоких температурах константа скорости перестаёт зависеть от температуры.
Смотрите также
Особенности кинетики реакций на поверхности гетерогенных катализаторов
Рассмотрим подробнее применение закона действия масс
для реакций на поверхности. Для описания скорости элементарной стадии
используют закон действия поверхностей. Если процесс определяется с ...
Современные и перспективные требования и технологии к качеству
тяжелых моторных и судового маловязкого топлива
Настоящие
технические условия распространяются на топливо маловязкое судовое получаемое
из дистиллятных фракций прямой перегонки и вторичной переработки нефти.
Топливо
маловязкое судов ...
Химическая термодинамика
Химическая термодинамика – наука, изучающая условия
устойчивости систем и законы.
Термодинамика – наука о макросистемах.
Она позволяет apriori определить принципиальную
невозможность того или и ...