Типова задача
Як змінилася б швидкість хімічної реакції монооксиду азоту з киснем, якби концентрації вихідних сполук збільшили у два рази?
Рішення: Цього процесу відповідає рівняння реакції:
2ΝΟ + Ο2= 2ΝΟ2.
Запишемо вирази для початкової (ᴠ1) і кінцевої (ᴠ2) швидкостей реакції:
ᴠ1= k·[ΝΟ]2·[Ο2]
ᴠ2= k·(2·[ΝΟ])2·2·[Ο2] = k·4[ΝΟ]2·2[Ο2].
Далі слід розділити ліві і праві частини:
ᴠ1/ᴠ2 = (k·4[ΝΟ]2·2[Ο2]) / (k·[ΝΟ]2·[Ο2]).
Значення концентрацій і константи швидкості скорочуються, і залишається:
ᴠ2/ᴠ1 = 4·2/1 = 8.
Відповідь: збільшилася у 8 разів.
Вплив температури
Залежність швидкості хімічної реакції від температури була визначена дослідним шляхом голландським ученим Я. Х. Вант-Гоффом. Він встановив, що швидкість багатьох реакцій зростає в 2-4 рази з підвищенням температури на кожні 10 градусів. Для цього правила є математичний вираз, яке має вигляд:
ᴠ2 = ᴠ1·γ(Τ2-Τ1)/10, де
ᴠ1 і ᴠ2 – відповідні швидкості при температурах Τ1 і Τ2;
γ – температурний коефіцієнт, що дорівнює 2-4.
Разом з тим це правило не пояснює механізму впливу температури на значення швидкості тієї чи іншої реакції і не описує всієї сукупності закономірностей. Логічно зробити висновок про те, що з підвищенням температури, хаотичний рух частинок посилюється і це провокує більше число їх зіткнень. Однак це не особливо впливає на ефективність зіткнення молекул, оскільки вона залежить, головним чином, від енергії активації. Також чималу роль в ефективності зіткнення частинок має їх просторове відповідність один одному.
Залежність швидкості хімічної реакції від температури, що враховує природу реагентів, підпорядковується рівнянню Арреніуса:
k = А0·е-Еа/RΤ, де
Ат – множник;
Еа – енергія активації.
