час реакції в різні моменти часу тиск підвищувався наступним чином:
Час, з
100
200
400
600
800
1000
О” Р , Па
1466,3
2945,9
5865,2
8837,8
11717,0
14663,0
Визначте порядок реакції.
20. Окислення FeCl 2 на КС1О 3 у присутності НС1 - реакція третього порядку. Якщо час висловлювати у хвилинах, а концентрації - в молях на літр, то константа швидкості цієї реакції дорівнює приблизно одиниці. Обчисліть концентрацію FeCl 2 через 1,5 год після початку реакції, якщо початкові концентрації всіх реагуючих речовин дорівнюють 0,2 моль/л. p> 4. Залежність швидкості реакції від температури
В
4.1 Необхідні вихідні відомості та основні рівняння
Як правило, швидкість хімічних реакцій збільшується при зростанні температури. Це зростання в більшості випадків підпорядковується емпіричному правилу Вант-Гоффа: при підвищенні температури на кожні 10 про С швидкість більшості реакцій збільшується в 2 ... 4 рази. Температурний коефіцієнт швидкості хімічної реакції g можна визначити з відношення констант швидкостей при двох різних температурах: k і k :
В
k / k = g ( T 2 - T 1 )/10 . (4.1)
Експериментальні дані показують, що рішення цього рівняння для переважної більшості хімічних реакцій дає значення g, що знаходиться в інтервалі значень 2 ... 4. З цієї причини g носить назву В«температурний коефіцієнт підвищення швидкості хімічної реакції В»абоВ« коефіцієнт Вант-Гоффа В». p> Однак сам коефіцієнт Вант-Гоффа залежить від температури і з цієї причини рівняння 4.1 виявляється непридатним при розрахунку швидкості реакцій в широкому інтервалі температур. Більш точно залежність константи швидкості хімічної реакції від температури описується рівнянням Арреніуса (у диференціальній формі):
dln k /d T = E оп / RT 2 , (4.2)
де Е оп (або Е а ) - енергія активації, Дж/моль.
Після інтегрування отримуємо рівняння, придатне для практичних розрахунків:
lg k 2 / k 1 = E оп . ( T 2 - T 1 )/(2 , 3 R . T 1 . T 2 ) (4.3)
або k = k 0 е -Е оп / RT , (4.4)
де k 0 - постійна (предекспоненціальний множник).
З рівняння (4.3) видно, що залежність lg k від зворотного температури являє собою пряму. Така залежність дозволяє визначати енергію активації і предекспоненціальний множник графічно:
В
E оп = 2,3 . tga, (4.5)
де a - кут нахилу прямої.
4.2 Завдання з рішеннями
1. При 25 про З деяка реакція закінчується за 3 години. Беручи температурний коефіцієнт g рівним 2,5, рассчи-цію значення температури, при якому реакція закінчиться протягом 30 мін.
Р і ш е н н я . Чим вище константа швидкості, тим швидше закінчується реакція. Тому між цими величинами буде зворотна залежність: k / k = t 1 / t 2 = g ( T 2 - T 1 )/10 ; 180/30 = 2,5 ( T 2 - 25) . Т 2 = 44,5 про С.
Відповідь : Т 2 = 44,5 про С.
2. Якщо проводити хімічну реакцію між фіксованими концентраціями реагентів, період напіврозпаду речовин залежить від температури згідно таблиці нижче:
Температура, К
798
813
828
843
858
873
Період напіврозпаду, з
1072
631
380
229
144,5
89,1
Визначте енергію активації реакції.
Рішення . Припустимо, що вихідні речовини взяті в рівних концентраціях. Тоді для реакції першого порядку t 1/2 == 0,693 / k , а для...
