На сколько градусов нужно нагреть реакционную смесь, чтобы скорость химической реакции возросла в 27 раз, если температурный коэффициент этой реакции равен 3?
где: k - константа скорости реакции, A - преэкспоненциальный множитель, Ea - энергия активации реакции, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Известно, что если увеличить температуру в 3 раза сначалаT,потомT+dTсначала T, потом T + dTсначалаT,потомT+dT, скорость реакции увеличится в 27 раз:
Решив данную систему уравнений, найдем значение dT, которое указывает на то, на сколько нужно увеличить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз.
Для этого воспользуемся формулой Аррениуса:
k = A * e^−Ea/RT-Ea/RT−Ea/RT
где:
k - константа скорости реакции,
A - преэкспоненциальный множитель,
Ea - энергия активации реакции,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура в Кельвинах.
Известно, что если увеличить температуру в 3 раза сначалаT,потомT+dTсначала T, потом T + dTсначалаT,потомT+dT, скорость реакции увеличится в 27 раз:
kT+dTT + dTT+dT / kTTT = e^−Ea/R∗(1/(T+dT)−1/T)-Ea/R * (1/(T + dT) - 1/T)−Ea/R∗(1/(T+dT)−1/T) = 27
Также известно, что температурный коэффициент этой реакции равен 3, то есть:
27 = e^−3∗Ea/R-3 * Ea/R−3∗Ea/R
Таким образом, мы можем составить систему уравнений:
e^−3<em>Ea/R-3 <em> Ea/R−3<em>Ea/R = 27
e^−Ea/R</em>(1/(T+dT)−1/T)-Ea/R </em> (1/(T + dT) - 1/T)−Ea/R</em>(1/(T+dT)−1/T) = 27
Решив данную систему уравнений, найдем значение dT, которое указывает на то, на сколько нужно увеличить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз.