Kimyoviy reaksiya tezligining harorat koeffitsienti (van't-Xoff qoidasi). Reaktsiya tezligining harorat koeffitsienti yordamida reaktsiya tezligini hisoblash

Reaksiyaning borishiga ta'sir qiluvchi omillar

Inson tanasida tirik hujayrada minglab fermentativ reaktsiyalar sodir bo'ladi. Biroq, jarayonlarning ko'p bosqichli zanjirida alohida reaktsiyalar tezligi o'rtasidagi farq juda katta. Shunday qilib, hujayradagi oqsil molekulalarining sintezi kamida yana ikkita bosqichdan oldin bo'ladi: transfer RNK sintezi va ribosomalar sintezi. Ammo tRNK molekulalarining kontsentratsiyasi ikki baravar ko'payadigan vaqt - 1,7 minut, oqsil molekulalari - 17 minut, ribosomalar - 170 minut. Sekin (cheklovchi) bosqichning umumiy jarayoni tezligi, bizning misolimizda ribosoma sintezi tezligi. Cheklovchi reaksiyaning mavjudligi hujayrada sodir bo'ladigan minglab reaktsiyalarni boshqarishda yuqori ishonchlilik va moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Kuzatuv ostida ushlab turish va ulardan faqat eng sekinlarini tartibga solish kifoya. Ko'p bosqichli sintez tezligini nazorat qilishning bunday usuli minimal printsip deb ataladi. Bu hujayradagi avtoregulyatsiya tizimini sezilarli darajada soddalashtirish va ishonchliroq qilish imkonini beradi.

Kinetikada qo`llaniladigan reaksiyalarning tasnifi: reaksiyalar, bir jinsli, geterogen va mikrogeterogen; oddiy va murakkab reaksiyalar (parallel, ketma-ket, konjugatsiyalangan, zanjir). Reaksiya elementar aktining molekulyarligi. Kinetik tenglamalar. Reaktsiya tartibi. Yarim hayot


Mikrogeterogen reaksiyalar -

Reaksiyaning molekulyarligi reaktsiyaning elementar aktida kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishadigan molekulalar soni bilan belgilanadi. Shu asosda reaktsiyalar monomolekulyar, bimolekulyar va trimolekulyarlarga bo'linadi.

Keyin A -> B tipidagi reaktsiyalar monomolekulyar bo'ladi, masalan:

a) C 16 H 34 (t ° C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - uglevodorod kreking reaktsiyasi;

b) CaC0 3 (t ° C) -> CaO + C0 2 - kaltsiy karbonatning termal parchalanishi.
A + B -> C yoki 2A -> C kabi reaktsiyalar bimolekulyardir, masalan:
a) C + 0 2 -> C0 2; b) 2N 2 0 2 -> 2N 2 0 + 0 2 va hokazo.

Trimolekulyar reaksiyalar tasvirlangan umumiy tenglamalar turi:

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

Masalan: a) 2N 2 + 0 2 2N 2 0; b) 2NO + H 2 N 2 0 + H 2 0.

Molekulyarlikka qarab reaksiya tezligi tenglamalar bilan ifodalanadi: a) V = k C A - monomolekulyar reaksiya uchun; b) V \u003d dan C A C gacha yoki c) V \u003d dan C 2 A gacha - bimolekulyar reaktsiya uchun; d) V \u003d k C C in C e) V \u003d k C 2 A C in yoki e) V \u003d k C 3 A - trimolekulyar reaktsiya uchun.


Molekulyarlik - bu bitta elementar kimyoviy aktda reaksiyaga kirishadigan molekulalar soni.

Ko'pincha reaktsiyaning molekulyarligini aniqlash qiyin, shuning uchun ko'proq rasmiy belgi- buyurtma kimyoviy reaksiya.

Reaktsiya tartibi summasiga teng reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga bog'liqligini ifodalovchi tenglamadagi konsentratsiya darajalari ko'rsatkichlari (kinetik tenglama).

Reaksiyaning tartibi ko'pincha molekulyarlikka to'g'ri kelmaydi, chunki reaktsiya mexanizmini, ya'ni reaktsiyaning "elementar aktini" (molekulyarlik belgisi ta'rifiga qarang) o'rnatish qiyin.

Ushbu pozitsiyani ko'rsatadigan bir qator misollarni ko'rib chiqing.

1. Kristallarning erish tezligi reaksiyaning monomolekulyar xususiyatiga qaramasdan, nol tartibli kinetika tenglamalari bilan tavsiflanadi: AgCl (TB) -> Ag + + CI", V = k C (AgCl (TB p = k). " C (AgCl (ra)) - p - zichlik va doimiy qiymatdir, ya'ni eritma tezligi erigan moddaning miqdori (konsentratsiyasi) ga bog'liq emas.

2. Saxaroza gidrolizlanish reaksiyasi: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (glyukoza) + C 6 H 12 0 6 (fruktoza) bimolekulyar reaksiya, lekin uning kinetikasi birinchi tartibli kinetik bilan tavsiflanadi. tenglama: V \u003d k * C cax , chunki tajriba sharoitida, shu jumladan tanada suv konsentratsiyasi doimiy qiymatdir S(N 2 0) - const.

3.
Vodorod peroksidning katalizatorlar, ham noorganik ionlari Fe 3+, Cu 2+ metall platina va biologik fermentlar, masalan, katalaza ishtirokida sodir bo'ladigan parchalanish reaktsiyasi mavjud. umumiy shakl:

2H 2 0 2 -\u003e 2H 2 0 + O e, ya'ni bimolekulyar.

Reaksiya tezligining konsentratsiyaga bog'liqligi. Birinchi, ikkinchi va nol tartibli reaksiyalarning kinetik tenglamalari. Reaksiyalarning tezligi va tezlik konstantasini aniqlashning eksperimental usullari.



Reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi. Vant-Xoff qoidasi. Harorat koeffitsienti reaktsiya tezligi va uning biokimyoviy jarayonlar uchun xususiyatlari.

g - reaksiya tezligining harorat koeffitsienti.

jismoniy ma'no g ning qiymati shundaki, u har 10 daraja harorat o'zgarishi bilan reaksiya tezligi necha marta o'zgarishini ko'rsatadi.


15. Aktiv to`qnashuvlar nazariyasi haqida tushuncha. Reaksiyaning energiya profili; faollashtirish energiyasi; Arrenius tenglamasi. Sterik omilning roli. O'tish holati nazariyasi tushunchasi.




Tezlik konstantasi, faollanish energiyasi va haroratning o'zaro bog'liqligi Arrhenius tenglamasi bilan tavsiflanadi: k T \u003d k 0 *Ae ~ E / RT, bu erda k t va k 0 T haroratdagi tezlik konstantalari va T e e ning asosi hisoblanadi. natural logarifm, A - sterik omil.

A sterik omil ikkita reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning to'qnashuvi ehtimolini aniqlaydi faol markaz molekulalar. Bu omil biopolimerlar bilan biokimyoviy reaksiyalar uchun ayniqsa muhimdir. Da kislota-asos reaktsiyalari H + -ion terminal karboksil guruhi bilan reaksiyaga kirishishi kerak - COO. "Biroq, H + -ionning oqsil molekulasi bilan har bir to'qnashuvi bu reaktsiyaga olib kelmaydi. Faqat makromolekulalarning ba'zi nuqtalarida bevosita amalga oshiriladigan to'qnashuvlar, deyiladi. faol markazlar, samarali bo'ladi.

Arrenius tenglamasidan kelib chiqadiki, tezlik konstantasi qanchalik yuqori bo'lsa, jarayonning faollashuv energiyasi E shunchalik past bo'ladi va T harorat yuqori bo'ladi.

Muammo 336.
150 ° C da, ba'zi reaktsiyalar 16 daqiqada tugaydi. Reaksiya tezligining harorat koeffitsientini 2,5 ga teng qilib, bu reaksiya amalga oshirilsa, qancha vaqt tugashini hisoblang: a) 20 da 0 °S; b) 80°C da.
Qaror:
Van't-Xoff qoidasiga ko'ra, tezlikning haroratga bog'liqligi tenglama bilan ifodalanadi:

v t va k t - t°C haroratda reaksiya tezligi va tezlik konstantasi; v (t + 10) va k (t + 10) haroratda bir xil qiymatlar (t + 10 0 C); - reaktsiya tezligining harorat koeffitsienti, uning qiymati ko'pgina reaktsiyalar uchun 2 - 4 oralig'ida.

a) Berilgan haroratdagi kimyoviy reaksiya tezligi uning borishi davomiyligiga teskari proporsional ekanligini hisobga olib, masalaning shartida berilgan ma’lumotlarni Van’t-Goff qoidasini miqdoriy ifodalovchi formulaga almashtiramiz, natijani olamiz. :

b) Bu reaksiya haroratning pasayishi bilan davom etayotganligi sababli, ma'lum bir haroratda bu reaktsiya tezligi uning borishi davomiyligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi, biz masalaning shartida berilgan ma'lumotlarni miqdoriy jihatdan ifodalovchi formulaga almashtiramiz. van't-Xoff qoidasiga ko'ra, biz quyidagilarni olamiz:

Javob: a) 200 0 S da t2 = 9,8 s; b) 80 0 S t3 = 162 soat 1 min 16 s.

Muammo 337.
Reaksiya tezligining qiymati doimiy o'zgaradimi: a) bir katalizatorni boshqasiga almashtirganda; b) reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi qachon o'zgaradi?
Qaror:
Reaksiya tezligi konstantasi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, haroratga va katalizatorlar mavjudligiga bog'liq bo'lgan qiymatdir va reaktivlarning konsentratsiyasiga bog'liq emas. Reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi birlikka (1 mol/l) teng bo'lganda, u reaksiya tezligiga teng bo'lishi mumkin.

a) Bir katalizator ikkinchisi bilan almashtirilsa, berilgan kimyoviy reaksiya tezligi o'zgaradi yoki u kuchayadi. Agar katalizator ishlatilsa, kimyoviy reaksiya tezligi ortadi, shunga mos ravishda reaksiya tezligi konstantasining qiymati ham ortadi. Reaksiya tezligi konstantasi qiymatining o'zgarishi bir katalizator ikkinchisi bilan almashtirilganda ham sodir bo'ladi, bu esa bu reaksiya tezligini dastlabki katalizatorga nisbatan oshiradi yoki kamaytiradi.

b) Reaktivlarning konsentratsiyasi o'zgarganda, reaksiya tezligining qiymatlari o'zgaradi va reaktsiya tezligi konstantasining qiymati o'zgarmaydi.

Muammo 338.
Reaksiyaning issiqlik effekti uning faollashuv energiyasiga bog'liqmi? Javobni asoslang.
Qaror:
Reaksiyaning issiqlik effekti faqat tizimning dastlabki va oxirgi holatiga bog'liq va jarayonning oraliq bosqichlariga bog'liq emas. Faollanish energiyasi - bu moddalar molekulalarining to'qnashuvi yangi moddaning hosil bo'lishiga olib kelishi uchun bo'lishi kerak bo'lgan ortiqcha energiya. Faollashtirish energiyasini haroratni ko'tarish yoki tushirish, mos ravishda tushirish yoki oshirish orqali o'zgartirish mumkin. Katalizatorlar faollashtirish energiyasini pasaytiradi, inhibitorlar esa uni kamaytiradi.

Shunday qilib, faollashuv energiyasining o'zgarishi reaktsiya tezligining o'zgarishiga olib keladi, lekin reaktsiya issiqligining o'zgarishiga olib kelmaydi. Reaksiyaning issiqlik effekti o'zgarmas qiymat bo'lib, ma'lum bir reaksiya uchun aktivlanish energiyasining o'zgarishiga bog'liq emas. Masalan, azot va vodoroddan ammiak hosil bo'lish reaksiyasi:

Bu reaksiya ekzotermik, > 0). Reaktsiya reaksiyaga kirishuvchi zarralar mollari sonining va gazsimon moddalarning mollari sonining kamayishi bilan davom etadi, bu tizimni kamroq barqaror holatdan barqarorroq holatga keltiradi, entropiya kamayadi,< 0. Данная реакция в normal sharoitlar oqmaydi (faqat etarli darajada mumkin past haroratlar). Katalizator ishtirokida aktivlanish energiyasi kamayadi va reaksiya tezligi ortadi. Ammo katalizatorni ishlatishdan oldin ham, uning ishtirokida ham reaktsiyaning issiqlik effekti o'zgarmaydi, reaktsiya quyidagi shaklga ega:

Muammo 339.
Qaysi reaksiya uchun to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya issiqlik chiqishi bilan davom etsa, faollashuv energiyasi kattaroq bo'ladi?
Qaror:
To'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning faollashuv energiyalari o'rtasidagi farq termal effekt: H \u003d E a (masalan,) - E a (arr.) . Bu reaktsiya issiqlikning chiqishi bilan davom etadi, ya'ni. ekzotermik,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (masalan)< Е а(обр.) .

Javob: E a (masalan)< Е а(обр.) .

Muammo 340.
298 K da davom etayotgan reaksiyaning faollanish energiyasi 4 kJ/mol ga kamaytirilsa, uning tezligi necha marta ortadi?
Qaror:
Faollanish energiyasining kamayishini Ea bilan, reaksiyaning faollanish energiyasi kamayishidan oldingi va keyingi tezlik konstantalarini mos ravishda k va k bilan belgilaymiz.Arrenius tenglamasidan foydalanib:

E a - aktivlanish energiyasi, k va k" - reaksiya tezligi konstantalari, T - K (298) dagi harorat.
Muammoning ma'lumotlarini oxirgi tenglamaga almashtirib, faollashuv energiyasini joulda ifodalab, reaktsiya tezligining oshishini hisoblaymiz:

Javob: 5 marta.

Harorat va reaksiya tezligi

Ruxsat etilgan haroratda, agar o'zaro ta'sir qiluvchi molekulalar ma'lum miqdorda energiyaga ega bo'lsa, reaktsiya mumkin. Arrhenius buni ortiqcha energiya deb atadi faollashtirish energiyasi , va molekulalarning o'zlari faollashtirilgan.

Arreniusga ko'ra, tezlik konstantasi k va faollashtirish energiyasi E a Arrhenius tenglamasi deb ataladigan munosabat bilan bog'langan:

Bu yerda A preeksponensial omil hisoblanadi, R universal gaz doimiysi, T mutlaq haroratdir.

Shunday qilib, doimiy haroratda reaktsiya tezligi aniqlanadi E a. Ko'proq E a, faol molekulalar soni qanchalik kichik bo'lsa va reaksiya sekinroq boradi. Kamaytirilganda E a tezligi ortadi va E a= 0 reaksiya bir zumda davom etadi.

Qiymat E a reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatini xarakterlaydi va bog'liqlikdan tajriba yo'li bilan aniqlanadi k = f(T). (5.3) tenglamani logarifmik shaklda yozib, uni ikki haroratdagi doimiylar uchun yechish orqali topamiz. E a:

g - kimyoviy reaksiya tezligining harorat koeffitsienti. Van't-Xoff qoidasi cheklangan qo'llaniladi, chunki g qiymati haroratga va mintaqadan tashqariga bog'liq E a= 50–100 kJ ∙ mol–1 bu qoida umuman bajarilmaydi.

Shaklda. 5.4 dan ko'rinib turibdiki, dastlabki mahsulotlarni faol holatga o'tkazish uchun sarflangan energiya (A * - faollashtirilgan kompleks) so'ngra yakuniy mahsulotlarga o'tish paytida to'liq yoki qisman qayta chiqariladi. Dastlabki va yakuniy mahsulotlarning energiyalari o'rtasidagi farq D ni aniqlaydi H aktivlanish energiyasiga bog'liq bo'lmagan reaktsiya.

Shunday qilib, dastlabki holatdan yakuniy holatga o'tish yo'lida tizim energiya to'sig'ini engib o'tishi kerak. Faqat to'qnashuv paytida kerakli ortiqcha energiyaga ega bo'lgan faol molekulalar E a, bu to'siqni yengib o'tishi va kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishishi mumkin. Haroratning oshishi bilan reaksiya muhitidagi faol molekulalarning ulushi ortadi.

Oldindan ko'paytiruvchiA xarakterlaydi umumiy soni to'qnashuvlar. Oddiy molekulalar bilan reaktsiyalar uchun A nazariy to'qnashuv kattaligiga yaqin Z, ya'ni. A = Z gazlarning kinetik nazariyasidan hisoblangan. Murakkab molekulalar uchun AZ, shuning uchun sterik omilni kiritish kerak P:

Bu yerda Z barcha to'qnashuvlar soni, P-da qulay to'qnashuvlar ulushi fazoviy munosabat(0 dan dan gacha qiymatlarni oladi), bu faol, ya'ni energetik jihatdan qulay to'qnashuvlarning ulushi.

Tezlik konstantasining o'lchami munosabatdan olinadi

(5.3) ifodani tahlil qilib, biz reaksiyani tezlashtirishning ikkita asosiy imkoniyati bor degan xulosaga kelamiz:
a) haroratning oshishi;
b) aktivlanish energiyasining kamayishi.

"Kimyoviy kinetika. Harorat va reaksiya tezligi" mavzusi bo'yicha topshiriq va testlar.

  • Kimyoviy reaksiya tezligi. Katalizatorlar - Kimyoviy reaksiyalar tasnifi va ularning kursi qonuniyatlari 8–9-sinf

    Darslar: 5 Topshiriqlar: 8 Viktorinalar: 1

Kimyoviy reaksiya tezligi haroratga bog'liq bo'lib, harorat ko'tarilgach, reaksiya tezligi ortadi. Gollandiyalik olim Van't Xoff harorat 10 gradusga ko'tarilganda, ko'pchilik reaktsiyalarning tezligi 2-4 marta o'sishini ko'rsatdi;

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

Bu erda VT 2 va VT 1 - T 2 va T 1 haroratlarda reaktsiya tezligi; y - reaksiya tezligining harorat koeffitsienti, harorat 10K ga oshishi bilan reaksiya tezligi necha marta ortganligini ko'rsatadi.

Reaksiyaga kirishuvchi moddaning 1 mol/l konsentratsiyasida reaksiya tezligi son jihatdan tezlik konstantasi k ga teng. Keyin tenglama shuni ko'rsatadiki, tezlik konstantasi jarayon tezligi kabi haroratga bog'liq.

3. Galogen vodorod ajralib chiqishi bilan olib tashlash (eliminatsiya) reaksiyasining variantini yozing.

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

Chipta raqami 4

1. «Atom massasi» nima? molekulyar massa”, “moddaning moli” va atom massa birligi (a.m.u.) sifatida nima olinadi?

ATOM MASSASI - atomning atom massa birliklarida (a.m.u.) massasi. birlik uchun a. e.m., uglerod-12 izotopining massasining 1/12 qismi qabul qilinadi.

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

MOLEKULAR OG'IRLIK - birikmaning molyar massasi, 1/12 ga teng molyar massa uglerod-12 atomi.

MOL - 12 a dagi kabi bir xil miqdordagi zarralar yoki strukturaviy birliklar (atomlar, ionlar, molekulalar, radikallar, elektronlar, ekvivalentlar va boshqalar) ni o'z ichiga olgan moddaning miqdori. e.m. uglerod-12 izotopi.

Katalizator ishtirokida reaksiya tezligini oshirish formulasi.

Siz katalizatorlar yordamida Ea qiymatini (faollashtirish energiyasi) o'zgartirishingiz mumkin. Reaksiya jarayonida ishtirok etuvchi, lekin iste'mol qilinmaydigan moddalar katalizatorlar deyiladi. Bu hodisaning o'zi kataliz deb ataladi. Katalizator ishtirokida reaksiya tezligining oshishi formula bilan aniqlanadi

Katalizatorning reaktivlar bilan bir fazada bo'lishiga yoki mustaqil faza hosil qilishiga qarab, bir jinsli yoki geterogen kataliz haqida gapiriladi. Ular uchun katalitik ta'sir mexanizmi bir xil emas, ammo ikkala holatda ham reaktsiya Ea kamayishi tufayli tezlashadi. Reaksiya tezligini kamaytiradigan bir qator o'ziga xos katalizatorlar - inhibitorlar mavjud.

katalitik jarayonning parametrlari bu yerda, V, k, Ea- katalitik bo'lmagan jarayon.

Oksidlovchi va qaytaruvchini, shuningdek, uglerodning reaksiyadan oldin va keyin oksidlanish darajalarini ko'rsatib, kislorodda uglerodli noorganik moddalarning yonish reaktsiyalarini yozing.

C - qaytaruvchi vosita, oksidlanish jarayoni

O - oksidlovchi vosita, qaytarilish jarayoni

Chipta raqami 5

1. Elementning “elektron manfiyligi”, “valentligi”, “oksidlanish darajasi” nima va ularni aniqlashning asosiy qoidalari qanday?

OKSIDALANISH DAVLATI - birikma ionlardan iborat degan faraz asosida olingan element atomining shartli zaryadi. U musbat, manfiy, nol, kasrli bo'lishi mumkin va element belgisining yuqori o'ng indeksi ko'rinishida "+" yoki "-" belgisi bilan arab raqami bilan ko'rsatiladi: C 1-, O 2-, H + , Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+.

Murakkab (ion) tarkibidagi elementning oksidlanish darajasini (s. o.) aniqlash uchun foydalaning quyidagi qoidalar:

1 V oddiy moddalar(H2, S8, P4) s. haqida. nolga teng.

2 Doimiy b. haqida. ishqoriy (E+) va ishqoriy tuproq (E2+) elementlari, shuningdek, ftor P- mavjud.

3 Vodorodning aksariyat birikmalarida s bor. haqida. H + (H2O, CH4, HC1), gidridlarda - H- (-NaH, CaH2); bilan. haqida. kislorod, qoida tariqasida, -2 (O2-), peroksidlarda (-O-O-) - 1 (O-) ga teng.

4 Nometalllarning ikkilik birikmalarida manfiy p. haqida. o'ngdagi elementga tayinlangan).

5 Algebraik yig'indi s. haqida. molekulasi nolga teng, ion - uning zaryadi.

Atomning ma'lum miqdordagi boshqa atomlarni biriktirish yoki almashtirish qobiliyati VALENT deb ataladi. Valentlik o'lchovi - vodorod bir va kislorod ikki valentli bo'lishi sharti bilan elementga biriktirilgan vodorod yoki kislorod atomlari soni.

Muammo 336.
150 ° C da, ba'zi reaktsiyalar 16 daqiqada tugaydi. Reaksiya tezligining harorat koeffitsientini 2,5 ga teng qilib, bu reaksiya amalga oshirilsa, qancha vaqt tugashini hisoblang: a) 20 da 0 °S; b) 80°C da.
Qaror:
Van't-Xoff qoidasiga ko'ra, tezlikning haroratga bog'liqligi tenglama bilan ifodalanadi:

v t va k t - t°C haroratda reaksiya tezligi va tezlik konstantasi; v (t + 10) va k (t + 10) haroratda bir xil qiymatlar (t + 10 0 C); - reaktsiya tezligining harorat koeffitsienti, uning qiymati ko'pgina reaktsiyalar uchun 2 - 4 oralig'ida.

a) Berilgan haroratdagi kimyoviy reaksiya tezligi uning borishi davomiyligiga teskari proporsional ekanligini hisobga olib, masalaning shartida berilgan ma’lumotlarni Van’t-Goff qoidasini miqdoriy ifodalovchi formulaga almashtiramiz, natijani olamiz. :

b) Bu reaksiya haroratning pasayishi bilan davom etayotganligi sababli, ma'lum bir haroratda bu reaktsiya tezligi uning borishi davomiyligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi, biz masalaning shartida berilgan ma'lumotlarni miqdoriy jihatdan ifodalovchi formulaga almashtiramiz. van't-Xoff qoidasiga ko'ra, biz quyidagilarni olamiz:

Javob: a) 200 0 S da t2 = 9,8 s; b) 80 0 S t3 = 162 soat 1 min 16 s.

Muammo 337.
Reaksiya tezligining qiymati doimiy o'zgaradimi: a) bir katalizatorni boshqasiga almashtirganda; b) reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi qachon o'zgaradi?
Qaror:
Reaksiya tezligi konstantasi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, haroratga va katalizatorlar mavjudligiga bog'liq bo'lgan qiymatdir va reaktivlarning konsentratsiyasiga bog'liq emas. Reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi birlikka (1 mol/l) teng bo'lganda, u reaksiya tezligiga teng bo'lishi mumkin.

a) Bir katalizator ikkinchisi bilan almashtirilsa, berilgan kimyoviy reaksiya tezligi o'zgaradi yoki u kuchayadi. Agar katalizator ishlatilsa, kimyoviy reaksiya tezligi ortadi, shunga mos ravishda reaksiya tezligi konstantasining qiymati ham ortadi. Reaksiya tezligi konstantasi qiymatining o'zgarishi bir katalizator ikkinchisi bilan almashtirilganda ham sodir bo'ladi, bu esa bu reaksiya tezligini dastlabki katalizatorga nisbatan oshiradi yoki kamaytiradi.

b) Reaktivlarning konsentratsiyasi o'zgarganda, reaksiya tezligining qiymatlari o'zgaradi va reaktsiya tezligi konstantasining qiymati o'zgarmaydi.

Muammo 338.
Reaksiyaning issiqlik effekti uning faollashuv energiyasiga bog'liqmi? Javobni asoslang.
Qaror:
Reaksiyaning issiqlik effekti faqat tizimning dastlabki va oxirgi holatiga bog'liq va jarayonning oraliq bosqichlariga bog'liq emas. Faollanish energiyasi - bu moddalar molekulalarining to'qnashuvi yangi moddaning hosil bo'lishiga olib kelishi uchun bo'lishi kerak bo'lgan ortiqcha energiya. Faollashtirish energiyasini haroratni ko'tarish yoki tushirish, mos ravishda tushirish yoki oshirish orqali o'zgartirish mumkin. Katalizatorlar faollashtirish energiyasini pasaytiradi, inhibitorlar esa uni kamaytiradi.

Shunday qilib, faollashuv energiyasining o'zgarishi reaktsiya tezligining o'zgarishiga olib keladi, lekin reaktsiya issiqligining o'zgarishiga olib kelmaydi. Reaksiyaning issiqlik effekti o'zgarmas qiymat bo'lib, ma'lum bir reaksiya uchun aktivlanish energiyasining o'zgarishiga bog'liq emas. Masalan, azot va vodoroddan ammiak hosil bo'lish reaksiyasi:

Bu reaksiya ekzotermik, > 0). Reaktsiya reaksiyaga kirishuvchi zarralar mollari sonining va gazsimon moddalarning mollari sonining kamayishi bilan davom etadi, bu tizimni kamroq barqaror holatdan barqarorroq holatga keltiradi, entropiya kamayadi,< 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:

Muammo 339.
Qaysi reaksiya uchun to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya issiqlik chiqishi bilan davom etsa, faollashuv energiyasi kattaroq bo'ladi?
Qaror:
To'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning faollashuv energiyalari orasidagi farq termal effektga teng: H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . Bu reaktsiya issiqlikning chiqishi bilan davom etadi, ya'ni. ekzotermik,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (masalan)< Е а(обр.) .

Javob: E a (masalan)< Е а(обр.) .

Muammo 340.
298 K da davom etayotgan reaksiyaning faollanish energiyasi 4 kJ/mol ga kamaytirilsa, uning tezligi necha marta ortadi?
Qaror:
Faollanish energiyasining kamayishini Ea bilan, reaksiyaning faollanish energiyasi kamayishidan oldingi va keyingi tezlik konstantalarini mos ravishda k va k bilan belgilaymiz.Arrenius tenglamasidan foydalanib:

E a - aktivlanish energiyasi, k va k" - reaksiya tezligi konstantalari, T - K (298) dagi harorat.
Muammoning ma'lumotlarini oxirgi tenglamaga almashtirib, faollashuv energiyasini joulda ifodalab, reaktsiya tezligining oshishini hisoblaymiz:

Javob: 5 marta.

Savollaringiz bormi?

Xato haqida xabar bering

Tahririyatimizga yuboriladigan matn: