Keemilise reaktsiooni kiiruse temperatuuritegur (van't Hoffi reegel). Reaktsioonikiiruse arvutused reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsiendi abil

Reaktsiooni kulgu mõjutavad tegurid

Inimkehas toimuvad elusrakus tuhanded ensümaatilised reaktsioonid. Mitmeastmelises protsesside ahelas on aga üksikute reaktsioonide kiiruste erinevus üsna suur. Seega eelneb valgumolekulide sünteesile rakus veel vähemalt kaks etappi: ülekande-RNA süntees ja ribosoomide süntees. Kuid aeg, mille jooksul tRNA molekulide kontsentratsioon kahekordistub, on 1,7 minutit, valgu molekulide kontsentratsioon 17 minutit ja ribosoomide kontsentratsioon 170 minutit. Aeglase (piirava) etapi koguprotsessi kiirus, meie näites ribosoomi sünteesi kiirus. Piirava reaktsiooni olemasolu tagab suure usaldusväärsuse ja paindlikkuse tuhandete rakus toimuvate reaktsioonide kontrollimisel. Piisab, kui hoida silma peal ja reguleerida neist ainult kõige aeglasemaid. Seda mitmeastmelise sünteesi kiiruse reguleerimise meetodit nimetatakse miinimumpõhimõtteks. See võimaldab oluliselt lihtsustada ja muuta raku autoregulatsiooni süsteemi usaldusväärsemaks.

Kineetikas kasutatavad reaktsioonide klassifikatsioonid: reaktsioonid, homogeensed, heterogeensed ja mikroheterogeensed; lihtsad ja keerulised reaktsioonid (paralleelsed, järjestikused, konjugeeritud, ahelreaktsioonid). Reaktsiooni elementaarakti molekulaarsus. Kineetilised võrrandid. Reaktsiooni järjekord. Pool elu

Mikroheterogeensed reaktsioonid -

Reaktsiooni molekulaarsuse määrab molekulide arv, mis astuvad reaktsiooni elementaarses aktis keemilise interaktsiooni. Selle alusel jagatakse reaktsioonid monomolekulaarseteks, bimolekulaarseteks ja trimolekulaarseteks.

Siis on A -> B tüüpi reaktsioonid monomolekulaarsed, näiteks:

a) C 16 H 34 (t ° C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - süsivesinike krakkimise reaktsioon;

b) CaC0 3 (t ° C) -> CaO + C0 2 - kaltsiumkarbonaadi termiline lagunemine.
Sellised reaktsioonid nagu A + B -> C või 2A -> C - on bimolekulaarsed, näiteks:
a) C + 0 2 -> CO 2; b) 2Н 2 0 2 -> 2Н 2 0 + 0 2 jne.

Kirjeldatakse trimolekulaarseid reaktsioone üldvõrrandid tüüp:

a) A + B + C D; b) 2A + BD; c) 3A D.

Näiteks: a) 2Н 2 + 0 2 2Н 2 0; b) 2NO + H2N20 + H20.

Reaktsiooni kiirust sõltuvalt molekulaarsusest väljendatakse võrranditega: a) V = k C A - monomolekulaarse reaktsiooni korral; b) V = C A C in või c) V = C 2 A - bimolekulaarse reaktsiooni jaoks; d) V \u003d k C C in C e) V \u003d k C 2 A C in või e) V \u003d k C 3 A - trimolekulaarse reaktsiooni jaoks.

Molekulaarsus on molekulide arv, mis reageerivad ühes elementaarses keemilises toimingus.

Sageli on reaktsiooni molekulaarsust raske kindlaks teha, seega rohkemgi ametlik märk- tellida keemiline reaktsioon.

Reaktsiooni järjekord on võrdne summaga kontsentratsiooniastmete näitajad võrrandis, mis väljendab reaktsiooni kiiruse sõltuvust reagentide kontsentratsioonist (kineetiline võrrand).

Reaktsiooni järjekord ei lange enamasti kokku molekulaarsusega, kuna reaktsioonimehhanismi, st reaktsiooni "elementaartoimingut" (vt molekulaarsuse märgi määratlust) on raske kindlaks teha.

Vaatleme seda seisukohta illustreerivaid näiteid.

1. Kristallide lahustumiskiirust kirjeldavad nulljärku kineetika võrrandid, hoolimata reaktsiooni monomolekulaarsest olemusest: AgCl (TB) -> Ag + + CI", V = k C (AgCl (TB p = k " C (AgCl (ra)) - p - tihedus ja see on konstantne väärtus, st lahustumiskiirus ei sõltu lahustunud aine kogusest (kontsentratsioonist).

2. Sahharoosi hüdrolüüsi reaktsioon: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (glükoos) + C 6 H 12 0 6 (fruktoos) on bimolekulaarne reaktsioon, kuid selle kineetikat kirjeldab esimest järku kineetika võrrand: V \u003d k * C cax , kuna katsetingimustes, sealhulgas kehas, on vee kontsentratsioon konstantne väärtus С(Н 2 0) - konst.

3.
Vesinikperoksiidi lagunemisreaktsioon, mis toimub katalüsaatorite, nii anorgaaniliste ioonide Fe 3+, metallilise plaatina Cu 2+ kui ka bioloogiliste ensüümide, nagu katalaas, osalusel. üldine vorm:

2H 2 0 2 -\u003e 2H 2 0 + O e, st on bimolekulaarne.

Reaktsiooni kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist. Esimest, teist ja nulljärku reaktsioonide kineetilised võrrandid. Eksperimentaalsed meetodid reaktsioonide kiiruse ja kiiruskonstandi määramiseks.

Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist. Van't Hoffi reegel. Temperatuuri koefitsient reaktsioonikiirus ja selle omadused biokeemiliste protsesside jaoks.

γ on reaktsioonikiiruse temperatuuritegur.

füüsiline tähendusγ väärtus seisneb selles, et see näitab, mitu korda muutub reaktsioonikiirus temperatuuri muutumisel iga 10 kraadi kohta.

15. Aktiivsete kokkupõrgete teooria mõiste. Reaktsiooni energiaprofiil; aktiveerimisenergia; Arrheniuse võrrand. Steerilise faktori roll. Siirdeseisundi teooria mõiste.

Kiiruskonstandi, aktiveerimisenergia ja temperatuuri suhet kirjeldab Arrheniuse võrrand: k T \u003d k 0 *Ae ~ E / RT, kus k t ja k 0 on kiiruskonstandid temperatuuril T ja T e e on naturaallogaritm, A on steeriline tegur.

Steeriline tegur A määrab kahe reageeriva osakese kokkupõrke tõenäosuse aktiivne keskus molekulid. See tegur on eriti oluline biopolümeeridega toimuvate biokeemiliste reaktsioonide puhul. Kell happe-aluse reaktsioonid H + -ioon peab reageerima terminaalse karboksüülrühmaga - COO."Samas ei vii iga H + -iooni kokkupõrge valgu molekuliga selle reaktsioonini. Ainult need kokkupõrked, mis toimuvad vahetult makromolekulide mõnes punktis, nn. aktiivsed keskused, on tõhusad.

Arrheniuse võrrandist järeldub, et mida kõrgem on kiiruskonstant, seda väiksem on protsessi aktivatsioonienergia E ja kõrgem temperatuur T.

Ülesanne 336.
150 °C juures on osa reaktsioonist lõppenud 16 minutiga. Võttes reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsiendiks 2,5, arvutage, kui kaua see reaktsioon lõpeb, kui see viiakse läbi: a) temperatuuril 20 0 °С; b) temperatuuril 80 °C.
Lahendus:
Vastavalt van't Hoffi reeglile väljendatakse kiiruse sõltuvust temperatuurist võrrandiga:

v t ja k t - reaktsiooni kiirus ja kiiruskonstant temperatuuril t°C; v (t + 10) ja k (t + 10) samad väärtused temperatuuril (t + 10 0 C); - reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, mille väärtus enamiku reaktsioonide puhul jääb vahemikku 2–4.

a) Arvestades, et keemilise reaktsiooni kiirus antud temperatuuril on pöördvõrdeline selle kulgemise kestusega, asendame ülesande tingimuses antud andmed valemiga, mis kvantitatiivselt väljendab van't Hoffi reeglit, saame :

b) Kuna see reaktsioon kulgeb temperatuuri langusega, siis antud temperatuuril on selle reaktsiooni kiirus otseselt võrdeline selle kulgemise kestusega, asendame ülesande tingimuses antud andmed valemiga, mis kvantitatiivselt väljendab van't Hoffi reegel, saame:

Vastus: a) temperatuuril 200 0 С t2 = 9,8 s; b) temperatuuril 80 0 С t3 = 162 h 1 min 16 s.

Ülesanne 337.
Kas reaktsioonikiiruse konstandi väärtus muutub: a) ühe katalüsaatori asendamisel teisega; b) kui reaktiivide kontsentratsioonid muutuvad?
Lahendus:
Reaktsioonikiiruse konstant on väärtus, mis sõltub reagentide olemusest, temperatuurist ja katalüsaatorite olemasolust ning ei sõltu reagentide kontsentratsioonist. See võib olla võrdne reaktsioonikiirusega juhul, kui reagentide kontsentratsioonid on võrdsed ühikuga (1 mol/l).

a) Kui üks katalüsaator asendatakse teisega, muutub antud keemilise reaktsiooni kiirus või see suureneb. Katalüsaatori kasutamisel suureneb keemilise reaktsiooni kiirus, siis vastavalt suureneb ka reaktsiooni kiiruskonstandi väärtus. Reaktsiooni kiiruskonstandi väärtus muutub ka siis, kui üks katalüsaator asendatakse teisega, mis suurendab või vähendab selle reaktsiooni kiirust võrreldes algse katalüsaatoriga.

b) Kui reagentide kontsentratsioon muutub, muutuvad reaktsioonikiiruse väärtused ja reaktsioonikiiruse konstandi väärtus ei muutu.

Ülesanne 338.
Kas reaktsiooni termiline efekt sõltub selle aktiveerimisenergiast? Põhjenda vastust.
Lahendus:
Reaktsiooni termiline efekt sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppseisundist ning ei sõltu protsessi vaheetappidest. Aktiveerimisenergia on liigne energia, mis ainete molekulidel peab olema, et nende kokkupõrge tooks kaasa uue aine moodustumise. Aktiveerimisenergiat saab muuta temperatuuri tõstes või langetades, vastavalt langetades või tõstes. Katalüsaatorid vähendavad aktiveerimisenergiat, inhibiitorid aga.

Seega põhjustab aktiveerimisenergia muutus reaktsiooni kiiruse muutumise, kuid mitte reaktsiooni soojuse muutumise. Reaktsiooni termiline efekt on konstantne väärtus ja ei sõltu antud reaktsiooni aktiveerimisenergia muutumisest. Näiteks ammoniaagi moodustumise reaktsioon lämmastikust ja vesinikust on järgmine:

See reaktsioon on eksotermiline, > 0). Reaktsioon kulgeb reageerivate osakeste moolide arvu ja gaasiliste ainete moolide arvu vähenemisega, mis viib süsteemi vähem stabiilsest olekust stabiilsemasse, entroopia väheneb,< 0. Данная реакция в normaalsetes tingimustes ei leki (see on võimalik ainult piisava kogusega madalad temperatuurid). Katalüsaatori juuresolekul aktivatsioonienergia väheneb ja reaktsioonikiirus suureneb. Kuid nii enne katalüsaatori kasutamist kui ka selle juuresolekul reaktsiooni termiline efekt ei muutu, reaktsioonil on vorm:

Ülesanne 339.
Millise reaktsiooni, otsese või vastupidise, korral on aktiveerimisenergia suurem, kui otsereaktsioon kulgeb koos soojuse vabanemisega?
Lahendus:
Otsese ja pöördreaktsiooni aktiveerimisenergia erinevus on termiline efekt: H \u003d E a (näit.) - E a (arr.) . See reaktsioon kulgeb soojuse eraldumisega, st. on eksotermiline,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (nt.)< Е а(обр.) .

Vastus: E a (nt.)< Е а(обр.) .

Ülesanne 340.
Mitu korda suureneb 298 K juures toimuva reaktsiooni kiirus, kui selle aktiveerimisenergiat vähendatakse 4 kJ/mol?
Lahendus:
Tähistame aktiveerimisenergia vähenemist Ea-ga ning reaktsiooni kiiruskonstandid enne ja pärast aktiveerimisenergia vähenemist vastavalt k ja k-ga. Arrheniuse võrrandit kasutades saame:

E a on aktiveerimisenergia, k ja k" on reaktsiooni kiiruskonstandid, T on temperatuur K (298).
Asendades ülesande andmed viimasesse võrrandisse ja väljendades aktiveerimisenergiat džaulides, arvutame reaktsioonikiiruse suurenemise:

Vastus: 5 korda.

Temperatuur ja reaktsioonikiirus

Fikseeritud temperatuuril on reaktsioon võimalik, kui interakteeruvatel molekulidel on teatud energiahulk. Arrhenius nimetas seda liigseks energiaks aktiveerimise energia ja molekulid ise aktiveeritud.

Arrheniuse järgi kiiruskonstant k ja aktiveerimisenergiat E a on seotud seosega, mida nimetatakse Arrheniuse võrrandiks:

Siin A on eksponentsiaalne tegur, R on universaalne gaasikonstant, T on absoluutne temperatuur.

Seega konstantsel temperatuuril määrab reaktsiooni kiirus E a. Rohkem E a, seda väiksem on aktiivsete molekulide arv ja seda aeglasemalt reaktsioon kulgeb. Kui väheneb E a kiirus suureneb ja E a= 0, reaktsioon kulgeb silmapilkselt.

Väärtus E a iseloomustab reageerivate ainete olemust ja määratakse eksperimentaalselt sõltuvusest k = f(T). Kirjutades võrrandi (5.3) logaritmilisel kujul ja lahendades selle konstantide jaoks kahel temperatuuril, leiame E a:

γ on keemilise reaktsiooni kiiruse temperatuuritegur. Van't Hoffi reegli rakendusala on piiratud, kuna γ väärtus sõltub temperatuurist ja väljaspool piirkonda E a= 50–100 kJ ∙ mol–1 see reegel ei ole üldse täidetud.

Joonisel fig. 5.4 on näha, et algproduktide aktiivsesse olekusse (A * - aktiveeritud kompleks) üleviimiseks kulutatud energia kiirgatakse seejärel täielikult või osaliselt tagasi lõppproduktidele üleminekul. Alg- ja lõppproduktide energiate erinevus määrab Δ H reaktsioon, mis ei sõltu aktiveerimisenergiast.

Seega teel algolekust lõppolekusse peab süsteem ületama energiabarjääri. Ainult aktiivsed molekulid, millel on kokkupõrke hetkel vajalik energia ülejääk E a, suudab selle barjääri ületada ja astuda keemilisele vastasmõjule. Temperatuuri tõustes suureneb aktiivsete molekulide osakaal reaktsioonikeskkonnas.

Preeksponentsiaalne kordajaA iseloomustab koguarv kokkupõrkeid. Reaktsioonide jaoks lihtsate molekulidega A teoreetilise kokkupõrke suuruse lähedal Z, st. A = Z arvutatud gaaside kineetilisest teooriast. Keeruliste molekulide jaoks A ≠ Z, seega on vaja kasutusele võtta steeriline tegur P:

Siin Z on kõigi kokkupõrgete arv, P on kokkupõrgete osa, mis on soodne ruumiline suhe(võtab väärtused 0 kuni ), on aktiivsete, st energeetiliselt soodsate kokkupõrgete osa.

Kiiruskonstandi mõõde saadakse seosest

Avaldist (5.3) analüüsides jõuame järeldusele, et reaktsiooni kiirendamiseks on kaks põhilist võimalust:
a) temperatuuri tõus,
b) aktiveerimisenergia vähenemine.

Ülesanded ja testid teemal "Keemiline kineetika. Temperatuur ja reaktsioonikiirus"

• Keemilise reaktsiooni kiirus. Katalüsaatorid - Keemiliste reaktsioonide klassifikatsioon ja nende kulgemise mustrid 8.–9. klass

  Tunnid: 5 Ülesanded: 8 Viktoriinid: 1

Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub temperatuurist ja temperatuuri tõustes reaktsiooni kiirus suureneb. Hollandi teadlane Van't Hoff näitas, et kui temperatuur tõuseb 10 kraadi võrra, suureneb enamiku reaktsioonide kiirus 2-4 korda;

VT 2 = VT 1 *y (T2-T1)/10

kus VT2 ja VT1 on reaktsioonikiirused temperatuuridel T2 ja T1; y on reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, mis näitab, mitu korda reaktsioonikiirus suurenes temperatuuri tõusuga 10K võrra.

Reagendi kontsentratsioonil 1 mol/l on reaktsiooni kiirus arvuliselt võrdne kiiruskonstandiga k. Siis näitab võrrand, et kiiruskonstant sõltub temperatuurist samamoodi nagu protsessi kiirus.

3. Kirjutage variant eliminatsiooni (eliminatsiooni) reaktsioonist vesinikhalogeniidi vabanemisega.

C 2 H 5 Cl \u003d C 2 H 4 + HCl

Pileti number 4

1. Mis on "aatommass", " molekulmass”, “aine mool” ja mida võetakse aatommassiühikuna (a.m.u.)?

ATOMIMASS - aatomi mass aatommassi ühikutes (a.m.u.). ühiku kohta a. e.m. aktsepteeritakse 1/12 süsinik-12 isotoobi massist.

a.u.m. \u003d 1/12 m 12 6 C \u003d 1,66 * 10 -24

MOLEKULAARMASS – ühendi molaarmass, 1/12 molaarmass süsinik-12 aatom.

MOOL - aine kogus, mis sisaldab sama arvu osakesi või struktuuriüksusi (aatomeid, ioone, molekule, radikaale, elektrone, ekvivalente jne) kui 12 a. e.m. isotoop süsinik-12.

Katalüsaatori juuresolekul toimuva reaktsiooni kiiruse suurendamise valem.

Katalüsaatorite abil saate muuta Ea (aktiveerimisenergia) väärtust. Katalüsaatoriteks nimetatakse aineid, mis osalevad reaktsiooniprotsessis, kuid mida ei tarbita. Seda nähtust ennast nimetatakse katalüüsiks. Reaktsioonikiiruse suurenemine katalüsaatori juuresolekul määratakse valemiga

Sõltuvalt sellest, kas katalüsaator on reaktiividega samas faasis või moodustab iseseisva faasi, räägitakse homogeensest või heterogeensest katalüüsist. Nende katalüütilise toime mehhanism ei ole sama, kuid mõlemal juhul kiireneb reaktsioon Ea vähenemise tõttu. On mitmeid spetsiifilisi katalüsaatoreid – inhibiitoreid, mis vähendavad reaktsioonikiirust.

kus on katalüütilise protsessi parameetrid, V, k, Ea- mittekatalüütiline protsess.

Kirjutage süsinikku sisaldavate anorgaaniliste ainete põlemisreaktsioonid hapnikus, näidates ära oksüdeerija ja redutseerija, samuti süsiniku oksüdatsiooniastmed enne ja pärast reaktsiooni.

C - redutseerija, oksüdatsiooniprotsess

O - oksüdeeriv aine, redutseerimisprotsess

Pileti number 5

1. Mis on elemendi "elektronegatiivsus", "valentsus", "oksüdatsiooniaste" ja millised on nende määramise põhireeglid?

OKSÜDEERIMISOLEK – elemendi aatomi tingimuslik laeng, mis saadakse eeldusel, et ühend koosneb ioonidest. See võib olla positiivne, negatiivne, null, murdosa ja seda tähistab araabia number koos märgiga "+" või "-" elemendi sümboli ülemise parempoolse indeksi kujul: C 1-, O 2-, H + , Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+.

Ühendis (ioonis) oleva elemendi oksüdatsiooniastme (s. o.) määramiseks kasutage järgmisi reegleid:

1 V lihtsad ained(H2, S8, P4) s. umbes. võrdub nulliga.

2 Püsiv lk. umbes. sisaldavad leelis (E+) ja leelismuld (E2+) elemente, samuti fluori P-.

3 Enamikus ühendites on vesinikul s. umbes. H+ (H2O, CH4, HC1), hüdriidides - H- (-NaH, CaH2); Koos. umbes. hapnik on reeglina võrdne -2 (O2-), peroksiidides (-O-O-) - 1 (O-).

4 Mittemetallide binaarsetes ühendites negatiivne p. umbes. määratud paremal asuvale elemendile).

5 Algebraline summa lk. umbes. molekul on null, ioon - selle laeng.

Aatomi võimet kinnituda või asendada teatud arv teisi aatomeid nimetatakse VALENTSEKS. Valentsuse mõõt on elemendiga seotud vesiniku- või hapnikuaatomite arv, eeldusel, et vesinik on ühe- ja hapnik kahevalentne.

Ülesanne 336.
150 °C juures on osa reaktsioonist lõppenud 16 minutiga. Võttes reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsiendiks 2,5, arvutage, kui kaua see reaktsioon lõpeb, kui see viiakse läbi: a) temperatuuril 20 0 °С; b) temperatuuril 80 °C.
Lahendus:
Vastavalt van't Hoffi reeglile väljendatakse kiiruse sõltuvust temperatuurist võrrandiga:

v t ja k t - reaktsiooni kiirus ja kiiruskonstant temperatuuril t°C; v (t + 10) ja k (t + 10) samad väärtused temperatuuril (t + 10 0 C); - reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, mille väärtus enamiku reaktsioonide puhul jääb vahemikku 2–4.

a) Arvestades, et keemilise reaktsiooni kiirus antud temperatuuril on pöördvõrdeline selle kulgemise kestusega, asendame ülesande tingimuses antud andmed valemiga, mis kvantitatiivselt väljendab van't Hoffi reeglit, saame :

b) Kuna see reaktsioon kulgeb temperatuuri langusega, siis antud temperatuuril on selle reaktsiooni kiirus otseselt võrdeline selle kulgemise kestusega, asendame ülesande tingimuses antud andmed valemiga, mis kvantitatiivselt väljendab van't Hoffi reegel, saame:

Vastus: a) temperatuuril 200 0 С t2 = 9,8 s; b) temperatuuril 80 0 С t3 = 162 h 1 min 16 s.

Ülesanne 337.
Kas reaktsioonikiiruse konstandi väärtus muutub: a) ühe katalüsaatori asendamisel teisega; b) kui reaktiivide kontsentratsioonid muutuvad?
Lahendus:
Reaktsioonikiiruse konstant on väärtus, mis sõltub reagentide olemusest, temperatuurist ja katalüsaatorite olemasolust ning ei sõltu reagentide kontsentratsioonist. See võib olla võrdne reaktsioonikiirusega juhul, kui reagentide kontsentratsioonid on võrdsed ühikuga (1 mol/l).

a) Kui üks katalüsaator asendatakse teisega, muutub antud keemilise reaktsiooni kiirus või see suureneb. Katalüsaatori kasutamisel suureneb keemilise reaktsiooni kiirus, siis vastavalt suureneb ka reaktsiooni kiiruskonstandi väärtus. Reaktsiooni kiiruskonstandi väärtus muutub ka siis, kui üks katalüsaator asendatakse teisega, mis suurendab või vähendab selle reaktsiooni kiirust võrreldes algse katalüsaatoriga.

b) Kui reagentide kontsentratsioon muutub, muutuvad reaktsioonikiiruse väärtused ja reaktsioonikiiruse konstandi väärtus ei muutu.

Ülesanne 338.
Kas reaktsiooni termiline efekt sõltub selle aktiveerimisenergiast? Põhjenda vastust.
Lahendus:
Reaktsiooni termiline efekt sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppseisundist ning ei sõltu protsessi vaheetappidest. Aktiveerimisenergia on liigne energia, mis ainete molekulidel peab olema, et nende kokkupõrge tooks kaasa uue aine moodustumise. Aktiveerimisenergiat saab muuta temperatuuri tõstes või langetades, vastavalt langetades või tõstes. Katalüsaatorid vähendavad aktiveerimisenergiat, inhibiitorid aga.

Seega põhjustab aktiveerimisenergia muutus reaktsiooni kiiruse muutumise, kuid mitte reaktsiooni soojuse muutumise. Reaktsiooni termiline efekt on konstantne väärtus ja ei sõltu antud reaktsiooni aktiveerimisenergia muutumisest. Näiteks ammoniaagi moodustumise reaktsioon lämmastikust ja vesinikust on järgmine:

See reaktsioon on eksotermiline, > 0). Reaktsioon kulgeb reageerivate osakeste moolide arvu ja gaasiliste ainete moolide arvu vähenemisega, mis viib süsteemi vähem stabiilsest olekust stabiilsemasse, entroopia väheneb,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

Ülesanne 339.
Millise reaktsiooni, otsese või vastupidise, korral on aktiveerimisenergia suurem, kui otsereaktsioon kulgeb koos soojuse vabanemisega?
Lahendus:
Otsese ja pöördreaktsiooni aktiveerimisenergia erinevus on võrdne termilise efektiga: H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . See reaktsioon kulgeb soojuse eraldumisega, st. on eksotermiline,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (nt.)< Е а(обр.) .

Vastus: E a (nt.)< Е а(обр.) .

Ülesanne 340.
Mitu korda suureneb 298 K juures toimuva reaktsiooni kiirus, kui selle aktiveerimisenergiat vähendatakse 4 kJ/mol?
Lahendus:
Tähistame aktiveerimisenergia vähenemist Ea-ga ning reaktsiooni kiiruskonstandid enne ja pärast aktiveerimisenergia vähenemist vastavalt k ja k-ga. Arrheniuse võrrandit kasutades saame:

E a on aktiveerimisenergia, k ja k" on reaktsiooni kiiruskonstandid, T on temperatuur K (298).
Asendades ülesande andmed viimasesse võrrandisse ja väljendades aktiveerimisenergiat džaulides, arvutame reaktsioonikiiruse suurenemise:

Vastus: 5 korda.