Вопрос 21

Влияние температуры

Из уравнение видно, что повышение температуры однозначно приводит к росту константы скорости реакции. Константу скорости к2 при некоторой температуре Т2 можно определить из уравнение Аррениуса, если известны энергия активации (Е) и константа скорости к1 при температуре Т1.Для этого запишем выражение уравнения Аррениуса для двух температур:

Из них найдем значение предэкспоненциального множителя:

Приравняв значения к0, найдем значение к2:

Однако увеличение температуры не всегда однозначно ускоряет химический процесс. Рассмотрим влияние температуры на скорости реакций разных типов.

Для простой необратимой реакции, независимо от ее теплового эффекта, повышение температуры приводит к увеличению скорости процесса по экспонентному закону (рис. 2.3), а зависимость выхода продукта от температуры имеет S- подобный характер (рис. 2.4).

. Зависимость скорости реакции от температуры для простой

необратимой реакции

В этом случае действует эмпирическое правило Вант-Гоффа. Согласно нему с повышением температуры на 10 градусов скорость реакции возрастает в 2...4 раза

где γ - температурный коэффициент скорости реакции; кТ+10, кТ - константы скорости реакции при температурах соответственно (Т+10) иТ.

Зависимость степени превращения от температуры для простой необратимой реакции

Но это правило приближенно может использоваться лишь в интервале средних температур 283...473 К и при энергии активации в пределах 60...120 кДж/моль. Температурный коэффициент γ уменьшается со снижением энергии активации и повышением температуры, приближаясь к единице при высоких температурах.

Энергию активации и предэкспоненциальный множитель определяют исключительно экспериментально. Для этого используют уравнение Аррениуса в логарифмической форме, которое имеет вид уравнения прямой