A hőmérséklet hatása a reakció üteme - a feladatok, kontroll
általános szempontok, egyértelmű, hogy a reakció sebessége a hőmérséklet növekedésével nő, mivel növeli az energia az ütköző részecskék és növeli annak valószínűségét, hogy az ütközés fog bekövetkezni kémiai konverziós. Ennek bizonyítéka az adattábla. 6.1, ami azt mutatja, az idők átalakulásához szükséges két mól hidrogén és egy mól oxigén ( „robbanékony keveréket”) vízbe különböző hőmérsékleteken eredményeként a reakció 2H2 + 2H20 = 02. 6.1. Effect br obRDOShSh MOW mértékű hőmérséklet Hőmérséklet Idő * C-tól a táblázatban bemutatott adatok. e A azt mutatja, hogy a hidrogén és az oxigén által összekeverjük egymással, normál körülmények között, lehet a végtelenségig együtt maradnak bármilyen jele nélkül kémiai kölcsönhatás. Azonban, növeli elég hőmérséklet kb 600-700 ° C-on (vagy hagyja elektromos kisülés), és a reakció kezd végbemenni oly hevesen, hogy robbanás következik be. Kvantitatív leírására a hőmérséklet a kémiai kinetika két alapvető kapcsolatok - egy ökölszabály van't Hoff és Arrhenius egyenlet. A közelítő becslésére a változás mértéke széles körben használják van't Hoff szabály, amely szerint a kémiai reakció sebessége válik l, 2 - 4-szer annyi, mint a hőmérséklet emelkedik minden 10 fok. Matematikailag, ez azt jelenti, hogy a reakció sebessége a hőmérséklettől függ a következő: „(T2) (6,4), ahol - Hőmérséklet sebesség arányt (y = 2 - 4). Van't Hoff szabály nagyon durva és kizárólag nagyon korlátozott hőmérséklet-tartományban. Sokkal pontosabb az Arrhenius-egyenlet, „írja le a hőmérsékletfüggését sebességi állandók: A hőmérséklet hatása a reakció sebességét, ahol R - az univerzális gázállandó; A - predeksponen-exponenciális faktor, amely nem függ a hőmérséklettől, de határozza csak a típusú reakció; E ^ - aktiválási energia, amely úgy jellemezhető, mint egy bizonyos küszöbérték energia: durván szólva, ha az energia az ütköző részecskék kisebb, mint £ l, az első reakcióban egy ütközés nem fordul elő, ha az energia meghaladja £ A reakció végbemegy. Az aktiválási energia nem függ a hőmérséklettől. Más szóval, összhangban az Arrhenius-egyenlet, a hőmérséklet emelkedését növekedéséhez vezet számának aktív molekulák. Aktív molekulák csak azok, akik szerezni egy jól meghatározott energia egy adott reakció, ami meghaladja az átlagos energia az összes molekulák. Ez a minimális energia felesleges (szemben az átlagos energia a részecskék mol), amelyet egy részecske reagens elvégzéséhez kémiai konverziós megfelel az aktiválási energia Ek. Szerint Arrhenius sebesség konstansa a reakciót (6,5) exponenciálisan függ a hőmérséklettől, így grafikusan a függőség a K [T) úgy néz ki, mint ábrán látható. 6.1. A különbség az aktiválási energia és a reakcióhőt A + B = AB + DS (6,5) Hőmérséklet ábra. 6.1. A függőség a állandóit a hőmérséklet a kémiai reakció sebessége (A - hivatalos érték prsdeksoonentsi-tényező az Arrhenius-egyenlet) egyértelműen szemlélteti diagram látható. 6.2. A nagyon sok energiát aktiválási energia miatt ábra. 6.2. A kapcsolat a aktiválási energia és a változás az entalpia (hőhatás) reakció akadályt, amely kell legyőzni összeütköző molekulák közvetlen (£ a) vagy fordított (£ A) irányban, mielőtt egy újraelosztó kapcsolatok. Egyenlet (6,5) és a ábra. 6.2 ebből következik, hogy a nagyobb az aktiválási energia, a lassabb kémiai reakciók. Az aktiválási energia természete határozza meg a reagensek. Ha értéke a tartományban 40-50 kJ / mól, a anyagokat egymással reagálnak észrevehető mennyiségben olyan sebességgel. Amikor az aktiválási energia nagyobb, mint 120 kJ / mól anyag közönséges hőmérsékleten nagyon lassan reagálnak. A hőmérséklet hatása a reakció sebességére és így Arrhenius egyenlet a reakció-hőmérséklet nem a sebesség és állandó sebességgel. Ezért általában a tömeghatás törvényét rögzítésére van szükség, hogyan és hol v k funkcióit hőmérsékletet. Expression (6.3) van írva egy adott, rögzített hőmérséklet.