вопрос о скорости реакции по химии

Что касается влияния температуры, то этот фактор действует одинаково как на скорость реакции v, так и на константу скорости k – обе эти величины быстро возрастают с повышением температуры. Полезно рассмотреть влияние температуры именно на константу скорости – в этом случае нашу задачу не осложняют постоянно меняющиеся в ходе реакции концентрации реагирующих веществ.

Еще в XIX веке голландский физикохимик Вант-Гофф опытным путем обнаружил, что при повышении температуры на 10 оС скорости многих реакций возрастают в 2-4 раза. На языке химической кинетики правило Вант-Гоффа можно выразить следующим соотношением:

Здесь g (греческая буква «гамма» ) - так называемый температурный коэффициент или коэффициент Вант-Гоффа, kt и kt+10 – константы скорости реакции при температурах t и (t + 10) оС. Для каждой конкретной реакции температурный коэффициент определяется опытным путем. Он показывает, во сколько именно раз возрастает скорость данной химической реакции (и ее константа скорости) при повышении температуры на каждые 10 градусов.

Температурные коэффициенты используют главным образом в учебной литературе – для нужд химической кинетики они мало пригодны, поскольку не сохраняют строго постоянных значений в разных интервалах температур. Но нам с вами температурные коэффициенты позволят наглядно разобраться в характере зависимости скорости реакции от температуры. Эта зависимость нелинейная, т. е. скорость реакции возрастает гораздо быстрее, чем температура.

Покажем это на примере реакции, с температурным коэффициентом g = 3,0. Допустим, мы хотим выяснить, во сколько раз возрастет скорость реакции (и константа скорости k) при повышении температуры от 50 оС до 100 оС. Примем за единицу константу скорости при 50 оС (k50 = 1). Через 10о (т. е. при 60 оС) константа k вырастет в 3,0 раза: k60 = 3,0 Еще через 10о (при 70 оС) значение константы составит: k70 = k60*3,0 = 3,0^2. Так, продолжая добавлять 10-градусные интервалы, мы придем к значению k100 = 3.0^5. В общем случае:

k2 = k1*Y^n
Где n – число 10-градусных интервалов в заданном интервале повышения температуры. В нашем примере при повышении температуры от 50о до 100о таких интервалов 5. При этом мгновенная скорость реакции и константа скорости реакции возрастут примерно в 729 раз:
k2/k1 = gn = 3^5 = 729