Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости. Уравнение Вант-Гоффа и Аррениуса. Энергия активации.

Правило Вант-Гоффа

Опытным путем было установлено, что скорость химической реакции возрастает с повышением температуры. Вант-Гофф установил правило: С повышением температуры на каждые 10 градусов скорость реакции возрастает в 2 раза.

V2/ V1 = Y t2-t1/10, Y – температурный коэффициент скорости данной реакции. Он показывает во сколько раз увеличилась скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов; Y = 2-4

Это правило было установлено для химических реакций. Когда стали исследовать биохимические процессы в организме человека, то было установлено что  температурный коэффициент  имеет меньшее значение, примерно 1,5-2,5. В организме человека рассматривают обычно Y5  , где 5 – температурный коэффициент скорости при изменении температуры на 5 градусов.

Уравнение Аррениуса. Энергия активации.

Аррениус продолжил изучение зависимости скорости реакции от температуры и вывел более точную зависимость:

К=А*е -Еа/ RТ, где А – коэффициент Аррениуса(предэкспонециальный множитель)

К – константа скорости хим. реакции

Е – основание натурального логарифма (2,7)

Еа – энергия активации данной реакции

R – универсальная газовая постоянная

Т – температура в Кельвинах

Это уравнение выражает зависимость константы скорости от температуры: чем выше температура, тем выше константа реакции (зависимость не прямая). Так как константа скорости хим. реакции зависит от температуры, то значит, скорость реакции тоже зависит от температуры. Константа скорости -  скорость данной реакции при концентрациях реагирующих веществ 1 моль/ литр.

Чаще используют логарифмическое уравнение Аррениуса:

Ln K= Ln A + Ln е -Еа/ RТ

Ln K= Ln A – Ea/ RT

 Экспериментальным путем при разных температурах определяют константы скорости и по этим данным строят график зависимости 1/Т от Ln K. По графику находят Ln A, затем находят энергию активации

Ea= R*tg альфа, Еа находится в интервале 200-400 Кж/моль

Обычно используют уравнение Аррениуса в котором даны 2 константы при 2ух разных температурах:

Ln K 2/Ln K 1 = Ea/ RT 1- Ea/ RT 2, Ln K 2/Ln K 1 = (1/Т1 – 1/Т2)