Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
| e
–E/RT болады. Система температурасын жоғарылатқанда бұл энергияны молекулалар арасында тең таралып, оның үлесі артады. С. Аррениус активтендіру энергиясының жай қатынас арқылы қарапайым ғана байланыста болатынын көрсетті: , R A 303 , 2 E (20а) мұндағы Е – активтендіру энергиясы; е= 2,303 – натуралды логарифмнің негізі; R – универсал газ тұрақтысы. Химиялық кинетика теориясы бұл қатынасты қатаңдау түрде алуға мүмкіндік береді. Айталық молекулалардың активті қақтығысу теориясына сүйеніп: RT / E 0 e R R (21) екенін аламыз. Мұнда Аррениус теңдеуінің құрамына енетін Е және R 0 сияқты екі өлшем бар. Тәжірибе кезінде алынған мәлімет бойынша кескінделген жылдамдық константасының логарифмі мен кері температура арасындағы түзу сызықты талдай келіп, активтендіру энергиясын табуға болады. Мысалы, иодты сутектің ыдырауына байланысты активтендіру энергиясының 186,4 кДж/моль, ал 298 К температурасындағы R 0 мәні 9,17- 10 10 сек -1 екені көрінеді. Аррениус тендеуі күрделі реакциялар үшін де орындала береді. Мұндай жағдайда Е параметрі (өлшемі) тек физикалық мәнге ие болып қоймастан, ондағы әрбір сатының активтендіру энергия-сына функционалды тәуелділікте болады. Сондықтан да оны активтендіру энергиясы дегеннен гөрі әсерлі не есептеп тапқан энергия деген дұрыс. Вант-Гофф ережесі орындалу үшін активтендіру энергиясының мәні қандай болу керек екендігін Аррениус теңдеуін пайдаланып есептеуге болады. Ол үшін (146) теңдеуді 74 Т және Г+10 температураларына арнап, қайта жазады да, алынған өрнекті бө-ліп, температуралық коэффициентті (ү) табады. Логарифмдеген соң шамалы түрлендіруден кейін: lg 10 10 T RT 3 , 2 E 300 К-те =2 болса, онда активтендіру энергиясы 300 E ккал/моль 50 кДж/моль; ал =4 болса, Е 25 ккал/моль 1000 кДж/моль. Демек, активтендіру энергиясы 50–100 кДж/моль шамасында болатын реакция 300 К температурада жүрсе, онда мұндай реакция үшін Вант-Гофф ережесі орындалады. (21) тендеуді логарифмдеген соң дифференциалдап, Аррениус теңдеуінің дифференциалды түрін алады: 2 RT / E dT / k ln d (22) Бұл (147) қатынас тура және кері реакциялардағы активтендіру энергиясы мен ішкі энергия (немесе энтальпия) араларындағы байланысты орнатуға мүмкіндік береді. Ол үшін мына теңдеудегі 2 RT / U dT / K ln d тепе-теңдік константасын тура және кері реакциялардың жылдамдық константасының қатынасы арқылы өрнектейді: 2 2 1 RT / dU dT k ln d dt / k ln d Енді (22) теңдеуді пайдаланып (34-сурет): U E E 2 1 (23) Егер реакция экзотермиялық болса және ондағы бөлінетін жылу сыртқа әкетіліп үлгермейтіндей болса, онда мұның салдарынан әрекеттесуші заттардың температурасы жоғарылап, активті молекула саны көбейеді де реакция жылдамдығы артады. Мұндайда кейбір реакциялар не өртеніп не қопарылып кетуі мүмкін. Ал реакция эндотермиялық болса, активті молекула саны азайып, қоспа температурасы төмендеп, реакция жылдамдығы кемиді. Мұндайда реакция жүретін ортаны қосымша қыздырады. Эндотермиялық реакциялардағы активтендіру энергиясы осы реакциялардағы ішкі энергия айырымынан біршама артықтау бола-ды екен. Кейбір күрделі реакциялар үшін Аррениус теңдеуі орындала бермейді, яғни жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|