Влияние температуры на скорость реакций

Правило Вант-Гоффа: в области невысоких температур (0÷ 300) ⁰ С при увеличении температуры на 10⁰ скорость реакции возрастает в 2 – 4 раз

γ = (2-4) - температурный коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается скорость при повышении температуры на 10⁰

или при С = const (для приблизительных расчётов)

g_{экзотерм.}< g_{эндотерм.} J D_rН> 0

D_rН< 0

Т

Аррениус: К реакции приводит столкновение лишь активных молекул, энергия которых больше определённой величины энергии E_a, необходимой для ослабления и перестройки связей, т.е. для перехода веществ в состояние активированного комплекса

Активированный комплекс – переходное состояние системы (старые связи ослабли, новые не сформировались), для его образования необходима энергия Е_а

Для реакции: АВ + ДС → АД + ВС

А – В А….В А - Д

+

Д – С Д….С В - С

исходные активированный продукты

молекулы комплекс реакции

Для обратимой реакции АВ + ДС = АД + ВС (Е_а^экз ˂ Е_а^энд): ∆ _rH^пр = H_кон. – H_нач = Е_а^пр - Е_а^обр Þ связь термодинамических и кинетических параметров

Величина Е_а отражает влияние природы исходных частиц на скорость реакции (чем прочнее связи, тем труднее их разорвать, тем больше Е_а и меньше скорость). Определяют на основании значений Е_связей.

Е_а большинства реакций (40 ÷ 400) кДж/моль.

Доля активных частиц растет под действием:

тепловой, световой, электрической энергий, рентген. лучей и др.

При увеличении Т число активных частиц ↑ и скорость ↑

Уравнение С.Аррениуса

k – константа скорости реакции при Т

k ₀ – предэкспоненциальный множитель, не зависит от Т

k ₀ = k _, если Е _а = 0

Физич. смысл k ₀ - частотно-ориентационный фактор, учитывающий влияние числа столкновений (z) и ориентации молекул (P_oр.) на скорость k ₀ = z P _oр

Для осуществления реакции необходима благоприятная ориентация молекул в момент столкновения.