Question

Рассчитайте, во сколько раз изменится константа скорости химической реакции. 1) при введении в систему катализатора, изменяющего энергию активации от начальной  58,1 кДж/ моль  до 43,2 кДж/моль
2) при изменении температуры системы от 280К до 260К
3) при одновременном введении в систему катализатора и изменении температуры .
Укажите , в каких областях сельскохозяйственного производства стремятся химических реакций, и какими способами это делают.

Answer 1

1)
Дано:
Ea(нач) = 58,1 кДж/моль
Ea(кон) = 43,2 кДж/моль

Найти:
Изменение константы скорости реакции

Решение:
По уравнению Аррениуса изменение константы скорости прямо пропорционально изменению энергии активации:
k = A * exp(-Ea/RT)

Подставляем начальные и конечные значения энергии активации:
k(нач) = A * exp(-58,1/(RT))
k(кон) = A * exp(-43,2/(RT))

Делим уравнения:
k(кон) / k(нач) = exp((58,1-43,2)/(RT)) = exp(14,9/(RT))

Ответ:
Константа скорости химической реакции увеличится в exp(14,9/(RT)) раз.

2)
Дано:
T(нач) = 280K
T(кон) = 260K

Найти:
Изменение константы скорости реакции

Решение:
По уравнению Аррениуса изменение константы скорости обратно пропорционально изменению температуры:
k = A * exp(-Ea/(R*T))

Подставляем начальные и конечные значения температуры:
k(нач) = A * exp(-Ea/(R*280))
k(кон) = A * exp(-Ea/(R*260))

Делим уравнения:
k(кон) / k(нач) = exp(Ea*(1/260 - 1/280)/(R)) = exp(20Ea/(280*260 * R))

Ответ:
Константа скорости реакции изменится в exp(20Ea/(280*260 * R)) раз.

3)
При одновременном введении катализатора и изменении температуры константа скорости реакции изменится умножением изменений, полученных в пункте 1 и 2:
Константа скорости изменится на exp(14,9/(RT)) * exp(20Ea/(280*260 * R)) раз.

Сельскохозяйственные производства стремятся ускорить химические реакции, которые происходят в процессах удобрения, обработки почвы, консервации продуктов питания и т.д. Для этого они используют катализаторы, которые снижают энергию активации химической реакции, а также контролируют температуру процесса.