Loading...
 

Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznej


Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta średnia prędkość cząstek, ich energia kinetyczna oraz liczba zderzeń efektywnych (aktywnych). Szybkość reakcji chemicznej prawie zawsze rośnie wraz ze wzrostem temperatury.


Zgodnie z regułą van’t Hoffa w reakcjach jednofazowych (homogenicznych) wzrost temperatury o 10° sprawia, że szybkość reakcji wzrasta 2-4 razy.

Współczynnik temperaturowy reakcji (Q) określa liczbę o ile razy wzrośnie stała szybkości reakcji chemicznej:

(1)
\( Q = \frac {k_t+10}{k_t} \)

gdzie:
\( k_t \) - stała szybkośći reakcji w danej temperaturze t


Zależność pomiędzy szybkością reakcji chemicznej, a temperaturą (w dużym zakresie temperatur) podaje równanie Arrheniusa:

(2)
\( k = A \cdot e^{\frac {-E_a}{RT}} \)


Powyższe równanie można zapisać w postaci logarytmicznej (logarytm naturalny po obu stronach równania):

(3)
\( ln k = \frac {-E_a}{RT} + ln A \)


gdzie:
k - stała szybkości reakcji,
A - stała A (czynnik częstośći zderzeń)
\( E_a \) - energia aktywacji reakcji \( [J mol^{-1}] \)
R - stała gazowa (8,314 \( [J mol^{-1} K^{-1}] \))
T - temperatura \( [K] \)(°C + 273)


Wykres zależności lnk od odwrotności temperatury \( \frac {1}{T} \) jest linią prostą o nachyleniu \( \frac {-E_a}{R} \)( Rys. 1 ).

Wykres zależności stałej szybkości reakcji chemicznej od temperatury.
Rysunek 1: Wykres zależności stałej szybkości reakcji chemicznej od temperatury.



Energię aktywacji \( E_a \) można obliczyć znając stałe szybkości reakcji chemcznej w dwóch różnych temperaturach ( \( T_1 \) i \( T_2 \)):

(4)
\( ln \left(\frac {k_2}{k_1} \right) = lnk_2 - lnk_1 \)


czyli:

(5)
\( ln \left(\frac {k_2}{k_1} \right) = \frac{E_a}{R} \left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) \)



Szybkość reakcji chemicznej zwiększa się (wzrasta):

Ostatnio zmieniona Środa 18 z Lipiec, 2018 08:07:19 UTC Autor: Dominika Święch
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.