Зависимость скорости реакции от температуры

До сих пор мы рассматривали зависимость скорости от констант реагентов, однако очевидно, что большое влияние на скорость реакции оказывает изменение температуры.

Вант-Гоффу принадлежит утверждение, что скорость химической реакции (u) при увеличении температуры на 10°С увеличивается в 2-4 раза.

.

Позднее установили, что для:

химической реакции Q₁₀=2-4,

физической реакции Q₁₀=1,1-1,2,

ферментативной реакции Q₁₀~1,7.

Вант-Гофф установил, что константа равновесия К подчиняется уравнению:

.

Аррениус подставил в это уравнение вместо К константу скорости k. Хотя этот переход строго математически не доказан, но на практике он всегда оказывается верен:

., где:

Е_{А –} энергия активации реакции, то есть та энергия, которой молекулы должны обладать, чтобы преодолеть силы отталкивания.

Решая это уравнение, получим: LnK=LnA-E_A/RT, где:

LnA- константа интегрирования,

Графически это уравнение, называют диаграмма Аррениуса, из которой легко определить Е_А реакции как тангенс угла α наклона (Рис. 1)

Рис.1.Диаграмма Аррениуса   По оси х – величина обратная температуре 1/Т; по оси у – LnK реакции

Энергия активации реакции определяется так же с помощью Q₁₀:

E_A=0,46 T₁ T₂ lgQ₁₀.

В уравнении Аррениуса:

– множитель Больцмана, который отражает долю молекул, обладающих энергией Е ³ Е_А, где:

(n_E) относительно всех молекул (n).

Тогда константа интегрирования A складывается из двух составляющих:

Z-вероятность столкновения молекул,

р-вероятность столкновения активными центрами – стерический коэффициент.

Для малых молекул он стремится к единице, а для макромолекул: <<1.

Таким образом, в окончательном виде уравнение Аррениуса:

.