Вопрос школьника
Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 К, если энергию активации (Eа) уменьшить на 4 кДж/моль?
Ответ от учителя
Скорость реакции зависит от энергии активации, которая определяет минимальную энергию, необходимую для того, чтобы реакция могла протекать. Чем меньше энергия активации, тем меньше энергии требуется для протекания реакции, и тем быстрее она протекает.
Формула, связывающая скорость реакции и энергию активации, выглядит следующим образом:
k = A * exp(-Ea/RT)
где k — скорость реакции, A — постоянная скорости, Ea — энергия активации, R — универсальная газовая постоянная, T — температура в Кельвинах.
Для ответа на вопрос необходимо рассчитать, во сколько раз изменится скорость реакции при уменьшении энергии активации на 4 кДж/моль. Для этого можно использовать отношение скоростей реакции при двух разных значениях энергии активации:
k1/k2 = exp((Ea2 — Ea1)/RT)
где k1 — скорость реакции при энергии активации Ea1, k2 — скорость реакции при энергии активации Ea2.
Подставляя значения в формулу, получим:
k1/k2 = exp((Ea2 — Ea1)/RT) = exp((-4 кДж/моль)/(8,314 Дж/(моль*К) * 298 К)) ≈ 1,16
Таким образом, скорость реакции увеличится примерно в 1,16 раз при уменьшении энергии активации на 4 кДж/моль при температуре 298 К.
