Період полупревращения залежність константи швидкості від температури рівняння Арреніуса

Ми вже стикалися з подібним поняттям в гл. 1 при обговоренні явища радіоактивності (розд. 1.3), хоча в тому випадку замість поняття період полупревращения використовується споріднений термін- «період напіврозпаду». Період полупревращения-це час, необхідний для того, щоб вихідна концентрація реагенту зменшилася вдвічі. Вимірювання періоду полупревращения приносить велику користь при дослідженнях порядку реакції. Наприклад, в реакціях першого порядку період полупревращения г1 / 2 пов'язаний з константою швидкості до простих співвідношенням

Швидкість радіоактивного розпаду не залежить від температури. Проте, радіоактивний розпад теж протікає по кінетичного рівняння першого порядку. Період напіврозпаду радіоактивного процесу можна визначити, вимірюючи рівень радіоактивності через рівні проміжки часу і ладу криву розпаду. На такому підході заснований, наприклад, метод датування подій за допомогою радіоактивного вуглецю, описаний в розд. 1.3.

ЗАЛЕЖНІСТЬ КОНСТAHТИ ШВИДКОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ Рівняння Арреніуса

Як наближене правила можна запам'ятати, що швидкість будь-якої хімічної реакції стає вдвічі більше при підвищенні температури на кожні 10 К. Це правило дозволяє припустити, що між швидкістю реакцій і температурою є залежність

Шведський физикохимик Сванте Арреніус одержав Нобелівську премію по хімії в 1903 р за створену теорію електролітичноїдисоціації. У своїй докторській дисертації (Упсальський університет) Арреніус висловив припущення, що такі «молекули» як хлорид натрію, мимовільно розпадаються i розчині, утворюючи іони, які виконують роль реагентів при електролізі. Однак найбільше Арреніус відомий своїм рівнянням, що визначає температурну залежність константи швидкості реакції повинна існувати експоненціальна залежність.

Точне співвідношення межд швидкістю реакцій і температурою вперше встановив шведський хімік Арреніус 1889 г. Це співвідношення, що отримало назву рівняння Арреніуса, має вигляд

де к-константа швидкості реакції; А - постійна, що характеризує кожну конкретну реакцію (константа Арреніуса); Ea-ще одна постійна, характерна дл кожної реакції і звана енергією активації; Л-газова стала та Т-абссолютная температура в кельвінах. Відзначимо, що це рівняння пов'язує температур не зі швидкістю реакції, а з константою швидкості.

У логарифмічною формі рівняння Арреніуса набуває вигляду

Якщо перейти від натуральних логарифмів до десятковим, останнім соотношенв зводиться до виду

Саме ця форма рівняння Арреніуса найбільш уживана.

Для визначення констант А і Е а, що характеризують конкретну реакцію, будуючи графік залежності Ig до від величини 1 / Т. (Нагадаємо, що температура повинна побут виражена в абсолютній шкалі.) Тангенс кута нахилу графіка до осі абсцис дае величину Ea / 2,303RT. Для визначення константи Аррениуса А слід підставити рівняння Арреніуса всі інші відомі значення.