Вопрос школьника
Для увеличения скорости химической реакции в 64 раза (температурный коэффициент равен 2) надо повысить температуру
Ответ от учителя
Для увеличения скорости химической реакции в 64 раза необходимо увеличить температуру в 6 раз. Это можно вычислить, используя формулу Аррениуса:
k = A * exp(-Ea/RT)
где k — константа скорости реакции, A — преэкспоненциальный множитель, Ea — энергия активации, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
Температурный коэффициент (Q10) определяется как отношение скорости реакции при температуре T2 к скорости реакции при температуре T1, где T2 = 10 + T1. Таким образом, Q10 = k(T2)/k(T1) = exp(Ea/R * (1/T1 — 1/T2)).
Если Q10 = 2, то exp(Ea/R * (1/T1 — 1/T2)) = 2, откуда следует:
1/T2 — 1/T1 = ln(2) * R/Ea
T2 = T1 * 10^(ln(2) * R/Ea)
Для увеличения скорости реакции в 64 раза необходимо, чтобы Q10 = 2^3 = 8. Тогда:
T2 = T1 * 10^(ln(8) * R/Ea) = T1 * 10^(ln(2^3) * R/Ea) = T1 * 2^3 = 8T1
Таким образом, чтобы увеличить скорость реакции в 64 раза, необходимо повысить температуру в 6 раз (от T1 до 8T1).
