Влияние температуры на скорость реакции

Повышение температуры ускоряет большинство химических реакций.

Вант–Гоффом была предложена следующая зависимость для определения скорости реакции в зависимости от температуры:

n₂ =n₁ g^(Т2-Т1)/10, (3.17)

где n₂ и n₁ – скорости реакций при температурах Т₂ и Т₁;

g - коэффициент, лежит в пределах 2-4.

Более точное определение зависимости скорости реакции от температуры предложил Аррениус:

к = к₀×е^(-Еа/RT), (3.18)

где к – константа скорости реакции;

к₀ – множитель;

е – основание натурального логарифма;

Е_а – постоянная, называемая энергией активации и определяемая природой реакции.

Из соотношения (3.17) можно получить, что

ln (n₂/n₁) ₌ . (3.19)

Таким образом, скорость реакции (при постоянных концентрациях) возрастает с увеличением температуры по экспоненциальному закону.

Понятие энергия активации основано на следующем. В ходе химической реакции разрушаются одни и создаются другие молекулы и соединения, происходит изменение химических связей. Этот процесс протекает через некоторое переходное состояние, когда старые связи нарушаются, а новые создаются. Для протекания этого переходного процесса требуется дополнительная энергия, называемая энергией активации. Возможность протекания этого процесса определяется энергией молекул.

Экзотермические реакции протекают с меньшей энергией активации, чем эндотермические. Высокая энергия активации, т.е. высокий энергетический барьер, является причиной того, что многие химические реакции при невысо-ких температурах не протекают, хотя и принципиально возможны (DG < 0).

Физическая сущность предэкспоненциального множителя к₀ состоит в том, что он учитывает частоту столкновений реагирующих частиц и их полярную ориентацию.