Question

При уменьшении температуры от 40 до 20 °С реакция замедлилась в 10 раз. Рассчитать энергию активации этой реакции.

Answer 1

Для рассчета энергии активации воспользуемся уравнением Аррениуса:

k = A * exp(-Ea/RT)

где k - константа скорости реакции, A - коэффициент пропорциональности, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль*К)), T - температура в Кельвинах.

По условию, при уменьшении температуры от 40 до 20 °C (что равно 313 К и 293 К) реакция замедлилась в 10 раз.

k1 = A * exp(-Ea/(R*313))
k2 = A * exp(-Ea/(R*293))

k2 = k1 / 10

A * exp(-Ea/(R*293)) = (A * exp(-Ea/(R*313))) / 10

exp(-Ea/(R*293)) = exp(-Ea/(R*313)) / 10

Экспоненты равны, поэтому можно сравнить их аргументы:

-Ea/(R*293) = -Ea/(R*313) - ln(10)

Учитывая, что ln(10) ≈ 2.3026:

-(Ea/(8.314*293)) = -(Ea/(8.314*313)) - 2.3026

Упростим уравнение:

1/293 - 1/313 = 2.3026 / (8.314 * Ea)

1/293 - 1/313 ≈ 0.003413

0.003413 = 0.2774 / Ea

Ea ≈ 0.2774 / 0.003413

Ea ≈ 81.16 кДж/моль

Таким образом, энергия активации составляет примерно 81.16 кДж/моль.