Коэффициент скорости реакции

Зависимость скорости реакции от температуры приближенно определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа: при изменении температуры на каждые 10 градусов скорость боль-шинства реакций изменяется в 2−4 раза.

Математическая запись правила Вант-Гоффа:

(2.25)

где и – скорости реакции соответственно при температурах T ₂ и T ₁ (T ₂ > T ₁); γ – температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для многих реакций изменяется в пределах от 2 до 4.

Физический смысл величины γ заключается в том, что он показывает, во сколько раз изменяется скорость реакции при из-менении температуры на каждые 10 градусов.

Поскольку скорость реакция и константа скорости химической реакции прямопропорциональны, то выражение (2.25) часто записывают в следующем виде:

(2.26)

где – константы скорости реакции соответственно при температурах T ₂ и T ₁; γ – температурный коэффициент скорости реакции.

Пример 6. На сколько градусов надо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз? Температурный коэффициент реакции равен 3.

Решение. Используем выражение (2.26). В данном случае, очевидно, = 27.

Получаем: прологарифмируем уравнение:

lg27 = (Т ₂ – Т ₁) / 10 lg3, откуда

(Т ₂ – Т ₁) / 10 = 3, ∆Т = 30.

Ответ: на 30º.

Скорость реакции и время, за которое она протекает, связа-ны обратно пропорциональной зависимостью: чем больше ν, тем меньше t. Математически это выражается соотношением

= (2.27)

Пример 7. При температуре 293 К реакция протекает за 2 мин. За ка-кое время будет протекать эта реакция при 273 К, если γ = 2.

Решение. Из выражения (2.27) следует t₂ = (ν_{T 1} ∙ t₁) / ν_{T 2}.

Используем выражение (2.25), поскольку

то имеем

Ответ: 8 мин.

Правило Вант-Гоффа применимо для ограниченного числа химических реакций. Влияние температуры на скорость процессов чаще определяют по уравнению Аррениуса.