Εάν τα HCl και Na2S2O3 διατηρούνται σταθερά από τον αριθμό των βαθμών που θα πρέπει να θερμαίνονται από 25 C από ακριβώς διπλάσιο του ρυθμού;
Κατανόηση της σχέσης
* Εξίσωση Arrhenius: Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και ρυθμού αντίδρασης περιγράφεται από την εξίσωση Arrhenius:
`` `
k =a * exp (-ea / (r * t))
`` `
Οπου:
* k =σταθερά ποσοστού
* A =προ-εκθετικός παράγοντας (που σχετίζεται με τη συχνότητα των συγκρούσεων)
* EA =ενέργεια ενεργοποίησης (ενεργειακό φράγμα για την αντίδραση)
* R =Ιδανική σταθερά αερίου
* T =απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin)
* διπλασιάζοντας το ποσοστό: Εάν θέλετε να διπλασιάσετε το ρυθμό μιας αντίδρασης, ουσιαστικά διπλασιάζετε τη σταθερά ρυθμού (k).
Υπολογισμοί
1. Μετατροπή σε Kelvin: 25 ° C =298 k
2. Ρυθμίστε την αναλογία: Δεδομένου ότι θέλουμε να διπλασιάσουμε τον ρυθμό, μπορούμε να δημιουργήσουμε μια αναλογία των σταθερών ρυθμού (K1 και K2) σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες (T1 και T2):
`` `
k2 / k1 =2 (επειδή θέλουμε να διπλασιάσουμε το ρυθμό)
`` `
3. Εφαρμόστε την εξίσωση Arrhenius: Αντικαταστήστε την εξίσωση Arrhenius στην αναλογία:
`` `
[A * exp (-ea / (r * t2))] / [a * exp (-ea / (r * t1))] =2
`` `
* Παρατηρήστε ότι ο προ-εκθετικός παράγοντας «Α» ακυρώνει.
4. Απλοποίηση και λύση για T2:
`` `
exp (-ea / (r * t2)) / exp (-ea / (r * t1)) =2
exp (ea / (r * t1) - ea / (r * t2)) =2
EA / (R * T1) - EA / (R * T2) =LN (2)
EA/R * (1/t1 - 1/t2) =ln (2)
1/t1 - 1/t2 =(r * ln (2))/ea
1/t2 =1/t1 - (r * ln (2))/ea
T2 =1 / (1 / t1 - (r * ln (2)) / ea)
`` `
Το πρόβλημα:
Το ζήτημα είναι ότι χρειάζεστε την ενέργεια ενεργοποίησης (ΕΑ) για την αντίδραση μεταξύ HCl και Na2S2O3 για να το λύσετε. Αυτή η τιμή δεν παρέχεται στην ερώτησή σας.
Γενική προσέγγιση:
1. Βρείτε την ενέργεια ενεργοποίησης: Θα πρέπει να αναζητήσετε ή να καθορίσετε πειραματικά την ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση.
2. Συνδέστε τις τιμές: Χρησιμοποιήστε τις γνωστές τιμές για το R (8.314 J/mol · K), T1 (298 K) και την υπολογιζόμενη ΕΑ.
3. Υπολογίστε T2: Λύστε για το T2, το οποίο θα είναι η θερμοκρασία που απαιτείται για να διπλασιάσει τον ρυθμό.
Σημαντική σημείωση: Η εξίσωση Arrhenius υποθέτει ότι η ενέργεια ενεργοποίησης είναι σταθερή σε σχέση με το εύρος θερμοκρασίας που εξετάζεται. Για πολύ μεγάλες αλλαγές θερμοκρασίας, αυτό μπορεί να μην είναι απολύτως ακριβές.
