Пример 3. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции, зная, что с повышением температуры на 60 °С скорость возрастает в 128 раз

Пример 2.

Вычислите температурный коэффициент скорости реакции, зная, что с повышением температуры на 60 °С скорость возрастает в 128 раз.

Решение.

Зависимость скорости химической реакции от температуры выражается эмпирическим правилом Вант-Гоффа: «При повышении температуры на каждые 10 °С скорость большинства реакций увеличивается в два - четыре раза».

V_t2 =V_t1 ´ g^{(t2 - t1) / 10},

где V_t2 - скорость реакции при температуре t2; V_t1 - скорость реакции при температуре t1; g - температурный коэффициент скорости реакции:

V_t2 = V_t1 ´ g^{(t2 - t1) / 10}; 128 = g^60/10; 128 = g⁶; g = 2.

Окисление аммиака идет по уравнению 4NH₃ + 5O₂ D 4NO + 6H₂O.

Через некоторое время концентрации веществ стали равными (моль/л):

[NH₃]t = 0,009; [O₂]t = 0,002; [NO]t =0,003.

Вычислите концентрацию водяного пара в этот момент и исходные концентрации аммиака и кислорода.

Решение.

До начала реакции концентрации продуктов равны нулю, а через некоторое время концентрация [NO] стала равной 0,003 моль/л, т. е.

[NO]t = D[NO] = 0,003.

Изменение концентрации компонентов реакции происходит в строгом соответствии со стехиометрическим соотношениями, т. е. коэффициентами уравнения. Тогда

[H₂O]t = D[H₂O],

D[H₂O]: D[NO] = 6: 4,

D[H₂O]: 0,003 = 6: 4,

D[H₂O] = (6 ´ 0,003): 4 = 0,0045 моль/л,

D[H₂O] = [H₂O]t = 0,0045 моль/л.

Чтобы найти исходные концентрации аммиака и кислорода, необходимо рассчитать их убыль в ходе реакции и сложить с конечной концентрацией [NH₄]t и [O₂]t:

D[NH₃]: D[NO] = 4: 4,

D[NH₃] = (0,003 ´ 4): 4 = 0,003 моль/л;

D[NH₃]: 0,003 = 4: 4,

D[H₂O]: D[O₂] = 6: 5,

D[O₂] = (0,0045 ´ 5): 6 = 0,00375 моль/л,

0,0045: D[O₂] = 6: 5.

Отсюда

[NH₃]_исх. = [NH₃]t + D[NH₃] = 0,009 + 0,003 = 0,012 моль/л,

[O₂]_исх. = [O₂]t + D[O₂] = 0,02 + 0,00375 = 0,0238 моль/л.

Дата добавления: 2014-10-31