Расчёт констант скоростей первого и второго порядка. Расчёт энергии активации

Расчёт констант скоростей первого и второго порядка. Расчёт энергии активации».
Цель работы: Математически рассчитать энергию активации и константы скоростей реакций по заданным условиям.
Теоретическая часть:
Энергия активации – это минимальное количество энергии, которая требуется сообщить системе, чтобы произошла химическая реакция.
Согласно теории активных соодарений, для того, чтобы произошла химическая реакция происходят следующие условия:
Молекулы должны столкнуться.
Молекулы должны быть правильно ориентированы относительно друг друга.
Молекулы должны обладать необходимой энергией (энергией активации).
Уравнение Аррениуса устанавливает связь между энергией активации и скоростью протекания реакции.
Еа = -RT ln(KA)
K – const скорости реакции;
А - фактор частоты для реакции;
R – универсальная газовая постоянная;
Т – температура в градусах Кельвина.
Для количественного описания температурных эффектов используют правило Вант – Гоффа: повышение температуры на каждые 10° увеличивает скорость хим. Реакции в 2-4 раза.
ϑT2ϑT1 = γT2-T110Правило Вант- Гоффа является не точным, гораздо точнее описывает зависимость температуры и скорости уравнения АренниусаK(T) = Aexp -EARTПри низких температурах реакция почти не протекает К(Т)→0; при высоких температурах constскорости К(Т) →А.
Энергию активации можно определить измерив constскорости, при двух разных температурах.
EA = R ×T1×T2T2-T1×lnK2K1Для реакции первого порядка const скорости К(Т) выражается
через степень превращения К = 1tlnaa-x=-1tln⁡(1-a) Aexp-EART1 = 1t1ln⁡(1-a1) (1)
Aexp -EART2 = 1t2ln⁡(1-a2) (2) поделили первый уровень на второй и прологарифмировали.
EAR1T2- 1T1 = ln t2 ×ln⁡(1- a1)t1 ×ln⁡(1- a2)Задание 1:
Используя уравнение Аррениуса, оцените при каких температурах и энергиях активации справедливо правило Вант – Гоффа.
.
Задание 2:
При какой температуре завершается на 80% реакция, если энергия активации равна 60 кДжмоль и время 120 мин.
Принять необходимым условием, что эта реакция имеет первый порядок и при температуре 70℃ завершается на 40% за 60 мин.
Задание 3:
Скорость гидролиза удваивается при переходе от температуры – 1,1 ℃ к температуре 2,2 ℃. Найдите энергию активации реакции.