Тема лекції:Тема лекції: «Залежн«Залежність ість константи швидкостіконстанти швидкості реакції відреакції від

температуритемператури»»

Лектор: доцент Лектор: доцент Бондаренко Бондаренко

Наталія ЮріївнаНаталія Юріївна

Кафедра фізичної та колоїдної хімії Національний фармацевтичний університет

План лекції:План лекції: 1. Правило Вант-Гоффа.2. Рівняння Арреніуса.3. Теорія активних зіткнень.4. Методи розрахунку енергії активації та передекспоненційного множника.

Література:Література:1.Кабачний, В. І. Лекції з фізичної хімії : навч. посіб. для студ. вищ. фармац. навч. закл. / В. І. Кабачний, Л. Д. Грицан, Т. О. Томаровська, Л. К. Осіпенко; за ред. В. І. Кабачного. — Х. : НФаУ: Золоті сторінки, 2012. – 280 с.2. Физическая и коллоидная химия / В. И. Кабачный, Л. К. Осипенко, Л. Д. Грицан и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Х. : Изд-во НФаУ, 2010. – 432 с.

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

ПРАВИЛОПРАВИЛО

ВАНТ-ГОФФАВАНТ-ГОФФА

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Залежність константи швидкості гомогенної реакції від температури

описується емпіричним правилом Вант-Гоффа: при підвищенні

температури на 10о константа швидкості зростає у 2-4 рази:

де — температурний коефіцієнт швидкості реакціїї (коефіцієнт Вант-Гоффа), k – константа

швидкості реакції за температури Т, kТ+10 – константа швидкості

реакції при підвищенні температури на 10о.

4210 T

T

k

k

n

T

nT

k

k 10

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

При підвищенні температури на n десятків

градусів рівняння приймає вигляд:

Правило не виконується при високих

температурах, коли температурний коефіцієнт

перестає бути сталим і наближується до 1.

Правило Вант-Гоффа покладено в основу методу

«прискореного старіння», який використовують для

визначення терміну придатності лікарських речовин. Метод

дозволяє зменшити час, необхідний для встановленння

терміну придатності і визначити оптимальну температуру

зберігання. Для цього препарат витримують при підвищеній

температурі Т певний час t і знаходять кількість розкладеного

препарату х : Якщо початкова концентрація со

та кількість х такі ж, як і при температурі Т, то

Отримуємо

Досліди ставлять за умов, щоб Т = 298 + n10, а приймають рівним 2:

.v 0ckt

õT

T

Ò .v 0298

298

298 ckt

õ

TT t

k

kt

298

298

T

n tt ·2298

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

РІВНЯННЯРІВНЯННЯ

АРРЕНІУСААРРЕНІУСА

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Більш точно залежність константи швидкості від

температури описує рівняння Арреніуса:

(диференціальна форма),

де Еа – енергія активації (Дж/моль).

(інтегральна форма),

де А – передекспоненційний множник.

2

ln

T R

E

T d

k d a

)/( RTaEeAk

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

ТЕОРІЯТЕОРІЯ

АКТИВНИХАКТИВНИХ

ЗІТКНЕНЬЗІТКНЕНЬ

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Основні положення теорії активних зіткнень:

1. Необхідною умовою здійснення елементарного акту хімічної реакції

є зіткнення частинок, що беруть участь у ньому.

2. Елементарний акт хімічної реакції відбувається лише за умов

ефективних зіткнень частинок, число яких становить лише

відносно невелику частку від загального числа зіткнень.

3. Для того, щоб зіткнення активних частинок призвело до взаємодії,

вони повинні зіткнутися своїми реакційними центрами.

До ефективних зіткнень відносяться зіткнення між

активними частинками. Активними називають

молекули, які мають підвищений запас енергії (у

порівнянні з її середнім запасом такої реагуючих

молекул), яка має назву енергія активації (Еа).

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

МЕТОДИ РОЗРАХУНКУМЕТОДИ РОЗРАХУНКУ

ЕНЕРГІЇ АКТИВАЦІЇ ТА ЕНЕРГІЇ АКТИВАЦІЇ ТА ПЕРЕДЕКСПОНЕНЦІЙНОГО ПЕРЕДЕКСПОНЕНЦІЙНОГО

МНОЖНИКАМНОЖНИКА

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Енергія активації – надлишкова частина енергії (розрахована на 1моль речовини), у порівнянні з середнім запасом енергії реагуючихмолекул, яка необхідна, щоб відбулась взаємодія (зіткнення між нимибули ефективними).

Способи визначення енергії активації засновані на експериментальному вивченні залежності константишвидкості від температури.Алгебраїчний метод полягає в тому, що експериментально отримані

значення констант швидкості при температурах Т1 і Т2 (де Т2 > Т1)

підставляють у рівняння Арреніуса і розв’язують його відносно Еа.

21

12

/1–/1

)/(ln

TT

kk RÅà

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Графічний метод заснований на використанні рівняння

Арреніуса у лінійній формі. Для побудови такого графіка

необхідно знати константи швидкостей при різних температурах.

Побудувавши графік у координатах ln k – 1/T, за тангенсом кута

нахилу можна розрахувати енергію активації.

1/T 0

lnA

lnk

tg = –Ea/R

Отже, Еа залежить від

природи та стану

реагуючих речовин і

визначає швидкість їх

взаємодії.

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Дякую за увагу!Дякую за увагу!

Кафедра фізичної та колоїдної хімії