Как изменится скорость химической реакции, если температура понизится с 50 до 10 °C? С Увеличится в 32 раза Уменьшится

Магнитный_Магистр

19

Для ответа на этот вопрос нам понадобится понимание влияния температуры на скорость химической реакции. В общем случае, при повышении температуры скорость реакции обычно увеличивается, а при понижении температуры скорость реакции обычно уменьшается.

Это происходит из-за того, что температура влияет на энергию частиц, участвующих в реакции. При повышении температуры, средняя кинетическая энергия частиц увеличивается, что способствует частым и успешным столкновениям между частицами, и, соответственно, увеличивает скорость реакции.

Поэтому, при понижении температуры с 50 до 10 °C, мы ожидаем, что скорость реакции уменьшится.

Теперь приступим к расчету изменения скорости реакции. Для этого мы можем использовать закон Аррениуса, который связывает температуру и скорость реакции. Формула закона Аррениуса выглядит следующим образом:

\[k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}}\]

где:
- \(k\) - скоростная константа реакции,
- \(A\) - преэкспоненциальный множитель, который определяет, как часто частицы соответствующего типа сталкиваются с нужной энергией,
- \(E_a\) - энергия активации, которую необходимо преодолеть для того, чтобы реакция начала протекать,
- \(R\) - универсальная газовая постоянная,
- \(T\) - температура в кельвинах.

В данной задаче у нас известны начальная температура (\(T_1\) = 50 °C) и конечная температура (\(T_2\) = 10 °C). Нам нужно определить, как изменится скорость реакции (\(\frac{k_2}{k_1}\)).

Для упрощения расчетов можем предположить, что преэкспоненциальный множитель (\(A\)), энергия активации (\(E_a\)) и универсальная газовая постоянная (\(R\)) остаются постоянными. Тогда можно сократить эти значения.

Обозначим за \(T_1\) температуру в кельвинах (переведем 50 °C в кельвины):
\[T_1 = 50 + 273.15 = 323.15 K\]

Аналогично поступим с \(T_2\) (переведем 10 °C в кельвины):
\[T_2 = 10 + 273.15 = 283.15 K\]

Теперь, подставим значения в формулу закона Аррениуса:
\[\frac{k_2}{k_1} = \frac{A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT_2}}}{A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT_1}}} = e^{-\frac{E_a}{R} \left (\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} \right)}\]

Теперь, найдем отношение скоростей реакции при изменении температуры:
\[\frac{k_2}{k_1} = e^{-\frac{E_a}{R} \left (\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} \right)} = e^{-\frac{E_a}{R} \left (\frac{1}{283.15} - \frac{1}{323.15} \right)}\]

Используя данный расчет, можно определить точное изменение скорости реакции при понижении температуры с 50 до 10 °C. Однако, без значений конкретных параметров, мы не можем вычислить точное значение. Мы можем только ожидать, что скорость реакции уменьшится.