Задача №3. а) Найдите температурный коэффициент скорости реакции, если при повышении температуры на 20 0С скорость реакции возросла в 9 раз

а) Найдите температурный коэффициент скорости реакции, если при повышении температуры на 20 ⁰С скорость реакции возросла в 9 раз. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 10 раз?

Алгоритм решения

Температурный коэффициент скорости реакции g можно выразить из соотношения Вант-Гоффа:

Т.к. скорость реакции возросла в 9 раз, значит соотношение скоростей при температурах и будет равно:

 

Изменение температуры = 20 ⁰C. Подставим данные в уравнение Вант-Гоффа:

 

 

Отсюда находим температурный коэффициент:

 

= 3

 

Найдем изменение температуры , при котором скорость реакции увеличится в 10 раз, т.е.

 

Зная температурный коэффициент скорости реакции, подставим данные в уравнение Вант-Гоффа:

 

 

Прологарифмируем полученное выражение:

 

 

Ответ: γ = 3; ΔТ = 21⁰С.

 

б) Во сколько раз возрастет скорость химической реакции при повышении температуры от 30 до 75⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2,7? За какое время закончится реакция при 75⁰С, если при 30 ⁰С она протекает за 2 минуты?

Алгоритм решения

Согласно правилу Вант-Гоффа, соотношение скоростей реакции при конечной и начальной температурах равно:

Рассчитаем соотношение скоростей:

Время протекания реакции обратнопропорционально ее скорости. Чем больше скорость реакции, тем меньше времени потребуется для ее протекания.

Отсюда:

где и – время протекания реакции при температуре и соответственно.

Выразим отсюда :

Для удобства расчетов переведем время в секунды: = 2 мин = 2·60 с = 120 с

Рассчитаем :

 

Ответ: увеличится в 87,32 раза; 1,374 с.