В. При температуре 30° С реакция за- вершается через 8 минут, а при температу- ре 70° С - через 0,5 минуты. Чему равен температурный коэффициент этой реакции?
Ответы
Ответ:
Температурний коефіцієнт швидкості хімічної реакції (\(k\)) можна визначити за допомогою рівняння Арреніуса:
\[ k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}} \]
де:
- \(A\) - фактор частоти (пропорційний частоті зіткнень молекул),
- \(E_a\) - енергія активації,
- \(R\) - універсальна газова константа (\(8.314 \, \text{Дж/(моль К)}\)),
- \(T\) - температура в Кельвінах.
Температурний коефіцієнт (\(Q_{10}\)) визначається відношенням швидкості реакції при двох температурах (\(T_2\) і \(T_1\)):
\[ Q_{10} = \left(\frac{k_2}{k_1}\right)^{\frac{1}{n}} \]
де \(k_1\) та \(k_2\) - швидкості реакції при температурах \(T_1\) та \(T_2\), а \(n\) - температурний коефіцієнт.
У вас дані для двох температур (30°C і 70°C) та часу, що забувається реакцією. Спочатку, треба перевести температури до Кельвінів:
\[ T_1 = 30 + 273.15 = 303.15 \, \text{K} \]
\[ T_2 = 70 + 273.15 = 343.15 \, \text{K} \]
Підставимо відомі значення в формулу для \(Q_{10}\):
\[ Q_{10} = \left(\frac{8 \, \text{min}^{-1}}{0.5 \, \text{min}^{-1}}\right)^{\frac{1}{\ln(2)}} \]
Отримаємо значення температурного коефіцієнта (\(Q_{10}\)), яке можна порівняти зі значенням для біологічних процесів (часто використовується \(Q_{10} \approx 2\) для фізіологічних систем).