Stan przejściowy - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 21
Wyświetleń: 875
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Stan przejściowy - omówienie - strona 1 Stan przejściowy - omówienie - strona 2 Stan przejściowy - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

1      I.6.6. Wpływ temperatury na kinetykę reakcji  Zależność stałej równowagi od temperatury  Zgodnie z prawem działania mas, stała równowagi jest parametrem zależnym od temperatury.  Przekształcając równanie (I.6.77), otrzymujemy:                                       (I.6.88)  i po zróżniczkowaniu stronami względem temperatury:                                                  (I.6.89)  Korzystając  z  równania  Gibbsa - Helmholtza,  (                   ;  wzór  (I.4.100),  możemy (I.6.89) przekształcić do postaci zależnej od entalpii reakcji:                                     (I.6.90)  Otrzymane  równanie  nosi  nazwę   równania  van  Hoffa .  Ma  ono  duże  znaczenie  praktyczne,  ponieważ  pozwala  opisać  kształt  zależności  pomiędzy  stałą  równowagi  i  temperaturą.  Proste  przekształcenie daje:                                      (I.6.91)  Jeśli złożymy, że ciepło reakcji prawie nie zależy od temperatury              , to, korzystając  z (I.6.91), dostajemy:                                    (I.6.92)  W warunkach eksperymentalnych, oznaczamy stałe szybkości reakcji w różnych temperaturach  i  z  wykresu                     odczytujemy  współczynnik  nachylenia  prostej:              .  Takie postępowanie pozwala obliczyć ciepło reakcji      (Rys. I.6.1)                        2    Rysunek I.6.1  Wyznaczanie ciepła reakcji ze współczynnika nachylenia prostej                      Jako  przykład  przeanalizujmy  przykładowe  dane  dla  reakcji  rozkładu  węglanu  wapnia:                            . Zgodnie ze stechiometrią, stała równowagi dla tej reakcji jest  równa:                       ,  gdzie  podstawiliśmy:              .  Przyjmując,  że  w  temperaturach          i         równowagowe  ciśnienia  CO 2  wynoszą  odpowiednio:           i          ,  możemy  wyznaczyć  ciepło        podanej  reakcji.  Korzystamy  z  wzoru  uzyskanego  przez  całkowanie (I.6.91) w granicach od             do            :                                                                   (I.6.93)  Podstawiając  dane,  otrzymujemy: 

(…)

… termodynamiki statystycznej: (gdzie jest parametrem o wartości bliskiej
1, a to stała Plancka). Ostatecznie, temperaturowa zależność stałej
szybkości reakcji, jest postaci:
(I.6.101)
4
Wynika stąd, że teoria stanu przejściowego dopuszcza możliwość zmiany szybkości reakcji
chemicznej w efekcie działania czynnika, który modyfikuje wartość . Takim czynnikiem
może być na przykład obecność rozpuszczalnika…

).
Temperaturowa zależność stałej szybkości reakcji
Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na szybkość przemiany
chemicznej. Zwykle, ze wzrostem temperatury, szybkość reakcji również rośnie. Zgodnie z
teorią Arrheniusa, zależność pomiędzy stałą szybkości reakcji chemicznej i temperaturą ma
postać:
(I.6.94)
gdzie
jest energią aktywacji przemiany.
W teorii stanu przejściowego przyjmujemy…
…:
(I.6.99)
jest stałą równowagi, a
gdzie
Wyliczając z (I.6.99) wartość
jest równa
jest energią Gibbsa reakcji:
.
i przyjmując, że szybkość tworzenia produktów
, dostajemy:
(I.6.100)
gdzie:
Stała
.
zależy liniowo od temperatury. Zwykle przyjmujemy zależność wyprowadzoną w
ramach termodynamiki statystycznej:
1, a
(gdzie
jest parametrem o wartości bliskiej
to stała Plancka). Ostatecznie, temperaturowa…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz