المسألة 336.
عند 150 درجة مئوية، يكتمل بعض التفاعل خلال 16 دقيقة. بأخذ معامل درجة الحرارة لمعدل التفاعل يساوي 2.5، احسب بعد أي وقت سينتهي هذا التفاعل إذا تم تنفيذه: أ) عند 20 0 درجة مئوية؛ ب) عند 80 درجة مئوية.
حل:
وفقًا لقاعدة فانت هوف، يتم التعبير عن اعتماد السرعة على درجة الحرارة بالمعادلة:
v t و k t - ثابت سرعة التفاعل ومعدله عند درجة الحرارة t°C؛ v (t + 10) و k (t + 10) هي نفس القيم عند درجة الحرارة (t + 10 0 C)؛ - المعامل الحراري لمعدل التفاعل الذي تتراوح قيمته في معظم التفاعلات بين 2 – 4.
أ) معتبرا أن السرعة تفاعل كيميائيعند درجة حرارة معينة تتناسب عكسيا مع مدة حدوثها، نستبدل البيانات الواردة في بيان المشكلة في صيغة تعبر كميا عن قاعدة فانت هوف، فنحصل على:
ب) بما أن هذا التفاعل يحدث بانخفاض في درجة الحرارة، فإن معدل هذا التفاعل عند درجة حرارة معينة يتناسب طرديًا مع مدة حدوثه، فإننا نستبدل البيانات الواردة في بيان المشكلة في الصيغة التي تعبر كميًا عن فان' t قاعدة هوف نحصل على:
إجابة: أ) عند 200 درجة مئوية t2 = 9.8 ثانية؛ ب) عند 80 درجة مئوية t3 = 162 ساعة ودقيقة واحدة و16 ثانية.
المسألة 337.
هل ستتغير قيمة ثابت معدل التفاعل: أ) عند استبدال محفز بآخر؛ ب) عندما يتغير تركيز المواد المتفاعلة؟
حل:
ثابت معدل التفاعل هو قيمة تعتمد على طبيعة المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة ووجود المحفزات، ولا تعتمد على تركيز المواد المتفاعلة. يمكن أن يكون مساوياً لمعدل التفاعل في الحالة التي تكون فيها تركيزات المواد المتفاعلة مساوية للوحدة (1 مول / لتر).
أ) عند استبدال محفز بآخر، يتغير أو يزيد معدل تفاعل كيميائي معين. إذا تم استخدام محفز، فإن معدل التفاعل الكيميائي سيزداد، وبالتالي ستزداد قيمة ثابت معدل التفاعل. كما سيحدث تغير في قيمة ثابت معدل التفاعل عند استبدال أحد المحفزات بآخر، مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان معدل هذا التفاعل بالنسبة للمحفز الأصلي.
ب) عندما يتغير تركيز المواد المتفاعلة تتغير قيم معدل التفاعل ولكن قيمة ثابت معدل التفاعل لن تتغير.
المسألة 338.
هل يعتمد التأثير الحراري للتفاعل على طاقة التنشيط؟ تبرير الجواب.
حل:
يعتمد التأثير الحراري للتفاعل فقط على الحالة الأولية والنهائية للنظام ولا يعتمد على المراحل الوسيطة للعملية. طاقة التنشيط هي الطاقة الزائدة التي يجب أن تمتلكها جزيئات المواد حتى يؤدي تصادمها إلى تكوين مادة جديدة. يمكن تغيير طاقة التنشيط عن طريق زيادة أو خفض درجة الحرارة، أو خفضها أو زيادتها وفقًا لذلك. تعمل المحفزات على خفض طاقة التنشيط، بينما تعمل المثبطات على خفضها.
وبالتالي فإن التغير في طاقة التنشيط يؤدي إلى تغير في معدل التفاعل، ولكن ليس إلى تغير في التأثير الحراري للتفاعل. التأثير الحراري للتفاعل هو قيمة ثابتة ولا يعتمد على التغيرات في طاقة التنشيط لتفاعل معين. على سبيل المثال، تفاعل تكوين الأمونيا من النيتروجين والهيدروجين له الشكل:
هذا التفاعل طارد للحرارة > 0). يستمر التفاعل مع انخفاض في عدد مولات الجزيئات المتفاعلة وعدد الشامات المواد الغازية، مما ينقل النظام من حالة أقل استقرارًا إلى حالة أكثر استقرارًا، وتقل الإنتروبيا،< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно درجات الحرارة المنخفضة). في وجود المحفز، تقل طاقة التنشيط ويزداد معدل التفاعل. ولكن، سواء قبل استخدام المحفز أو في وجوده، لا يتغير التأثير الحراري للتفاعل، ويكون التفاعل على الشكل التالي:
المسألة 339.
في أي تفاعل، مباشر أم عكسي، تكون طاقة التنشيط أكبر إذا أطلق التفاعل المباشر حرارة؟
حل:
الفرق بين طاقات التنشيط المباشرة و ردود الفعل العكسيةيساوي التأثير الحراري: H = E a(ex.) - E a(ex.) . يحدث هذا التفاعل مع إطلاق الحرارة، أي. طارد للحرارة،< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
ه أ (على سبيل المثال)< Е а(обр.) .
إجابة:ه أ (على سبيل المثال)< Е а(обр.) .
المسألة 340.
كم مرة سيزداد معدل التفاعل الذي يحدث عند درجة حرارة 298 K إذا انخفضت طاقة التنشيط بمقدار 4 kJ/mol؟
حل:
دعونا نشير إلى انخفاض طاقة التنشيط بمقدار Ea، وثوابت معدل التفاعل قبل وبعد انخفاض طاقة التنشيط بمقدار k وk، على التوالي." وباستخدام معادلة أرهينيوس، نحصل على:
E a - طاقة التنشيط، k و k" - ثوابت معدل التفاعل، T - درجة الحرارة بـ K (298).
باستبدال بيانات المشكلة في المعادلة الأخيرة والتعبير عن طاقة التنشيط بالجول، نحسب الزيادة في معدل التفاعل:
إجابة: 5 مرات.
العوامل المؤثرة على رد الفعل
في جسم الإنسان، تحدث آلاف التفاعلات الأنزيمية في الخلية الحية. ومع ذلك، في سلسلة متعددة المراحل من العمليات، يكون الفرق بين معدلات التفاعلات الفردية كبيرًا جدًا. وهكذا، فإن تخليق جزيئات البروتين في الخلية يسبقه مرحلتان أخريان على الأقل: تخليق نقل الحمض النووي الريبي (RNA) وتخليق الريبوسومات. لكن الوقت الذي يتضاعف فيه تركيز جزيئات t-RNA هو 1.7 دقيقة، وجزيئات البروتين - 17 دقيقة، والريبوسومات - 170 دقيقة. معدل العملية الشاملة للمرحلة البطيئة (المحدودة)، في مثالنا - معدل تخليق الريبوسوم. يوفر وجود تفاعل مقيد موثوقية ومرونة عالية في التحكم في آلاف التفاعلات التي تحدث في الخلية. يكفي مراقبة وتنظيم الأبطأ فقط. تسمى هذه الطريقة لتنظيم معدل التوليف متعدد المراحل بمبدأ الحد الأدنى. يسمح لك بتبسيط نظام التنظيم التلقائي في القفص بشكل كبير وجعله أكثر موثوقية.
تصنيفات التفاعلات المستخدمة في الحركية: التفاعلات، المتجانسة، غير المتجانسة، وغير المتجانسة. التفاعلات بسيطة ومعقدة (متوازية، متسلسلة، مترافقة، متسلسلة). جزيئية فعل رد الفعل الأولي. المعادلات الحركية. ترتيب رد الفعل. نصف الحياة
التفاعلات الدقيقة –
يتم تحديد جزيئية التفاعل من خلال عدد الجزيئات التي تدخل فيه تفاعل كيميائيفي فعل رد الفعل الأولي. وعلى هذا الأساس، تنقسم التفاعلات إلى أحادية الجزيئية، وثنائية الجزيئية، وثلاثية الجزيئات.
عندها ستكون التفاعلات من النوع A -> B أحادية الجزيئي، على سبيل المثال:
أ) C 16 H 34 (t° C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - تفاعل تكسير الهيدروكربون؛
ب) CaC0 3 (t°C) -> CaO + C0 2 - التحلل الحراري لكربونات الكالسيوم.
التفاعلات من النوع A + B -> C أو 2A -> C - هي تفاعلات ثنائية الجزيئية، على سبيل المثال:
أ) ج + 0 2 -> C0 2؛ ب) 2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + 0 2، إلخ.
يتم وصف التفاعلات الثلاثية الجزيئية بمعادلات عامة مثل:
أ) أ + ب + ج د؛ ب) 2أ + ب د؛ ج) 3أ د.
على سبيل المثال: أ) 2H 2 + 0 2 2H 2 0؛ ب) 2NO + H 2 N 2 0 + H 2 0.
سيتم التعبير عن معدل التفاعلات، اعتمادًا على الجزيئية، بالمعادلات: أ) V = إلى CA - للتفاعل أحادي الجزيئي؛ ب) V = إلى C A C في أو ج) V = إلى C 2 A - لتفاعل ثنائي الجزيئات؛ د) V = k C C في C e e) V = k C 2 A C in أو f) V = k C 3 A - لتفاعل ثلاثي الجزيئات.
الجزيئية هي عدد الجزيئات التي تتفاعل في فعل كيميائي أولي واحد.
في كثير من الأحيان يكون من الصعب تحديد جزيئية التفاعل، لذلك يتم استخدام علامة أكثر رسمية - ترتيب التفاعل الكيميائي.
ترتيب رد الفعل يساوي المبلغمؤشرات درجات التركيز في المعادلة التي تعبر عن اعتماد معدل التفاعل على تركيز المواد المتفاعلة (المعادلة الحركية).
لا يتطابق ترتيب التفاعل في أغلب الأحيان مع الجزيئية نظرًا لصعوبة تحديد آلية التفاعل، أي "الفعل الأولي" للتفاعل (انظر تعريف علامة الجزيئية).
دعونا نفكر في عدد من الأمثلة التي توضح هذا الموقف.
1. يتم وصف معدل انحلال البلورات بواسطة معادلات حركية ذات ترتيب صفري، على الرغم من الطبيعة الجزيئية للتفاعل: AgCl (TB) ->Ag + + CI"، V = k C(AgCl (TB p= k"C( AgCl (ra)) - p - الكثافة وهي قيمة ثابتة، أي أن معدل الذوبان لا يعتمد على كمية (تركيز) المذاب.
2. تفاعل التحلل المائي للسكروز: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (الجلوكوز) + C 6 H 12 0 6 (الفركتوز) هو تفاعل جزيئي، لكن حركيته توصف بالحركية من الدرجة الأولى المعادلة: V = k*C cax، لأنه في ظل الظروف التجريبية، بما في ذلك في الجسم، يكون تركيز الماء قيمة ثابتة C(H 2 0) - const.
3. 
تفاعل تحلل بيروكسيد الهيدروجين، الذي يحدث بمشاركة المحفزات، كل من الأيونات غير العضوية Fe 3+، Cu 2+ البلاتين المعدني، والإنزيمات البيولوجية، على سبيل المثال الكاتلاز، له الشكل العام:
2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + O أي أنه ثنائي الجزيء.
اعتماد معدل التفاعل على التركيز. المعادلات الحركية للتفاعلات من الرتبة الأولى والثانية والصفر. طرق تجريبية لتحديد معدل وثابت معدل التفاعلات.
اعتماد معدل التفاعل على درجة الحرارة. قاعدة فانت هوف. معامل درجة الحرارةسرعة رد الفعل وخصائصها العمليات البيوكيميائية.
γ-معامل درجة الحرارة لمعدل التفاعل.
المعنى الفيزيائي للقيمة γ هو أنها توضح عدد المرات التي يتغير فيها معدل التفاعل مع تغير درجة الحرارة لكل 10 درجات.
15. مفهوم نظرية الاصطدامات النشطة. ملف تعريف الطاقة للتفاعل. طاقة التفعيل؛ معادلة ارهينيوس. دور العامل الاستاتيكي. مفهوم نظرية الحالة الانتقالية.
يتم وصف العلاقة بين ثابت المعدل وطاقة التنشيط ودرجة الحرارة بواسطة معادلة أرينيوس: k T = k 0 *Ae~ E / RT، حيث k t و k 0 هما ثوابت المعدل عند درجة الحرارة T و T e هي قاعدة اللوغاريتم الطبيعي، A هو العامل الاستاتيكي.
يحدد العامل الفراغي A احتمالية تصادم جزيئين متفاعلين في المركز النشط للجزيء. هذا العامل مهم بشكل خاص للتفاعلات الكيميائية الحيوية مع البوليمرات الحيوية. في التفاعلات الحمضية القاعدية، يجب أن يتفاعل أيون H + مع مجموعة الكربوكسيل الطرفية - COO." ومع ذلك، ليس كل تصادم لأيون H + مع جزيء البروتين سيؤدي إلى هذا التفاعل. فقط تلك الاصطدامات التي تحدث مباشرة في بعض النقاط من الجزيئات الكبيرة ستكون فعالة، وتسمى المراكز النشطة.
ويترتب على معادلة أرينيوس أنه كلما انخفضت طاقة التنشيط E وكلما ارتفعت درجة الحرارة T للعملية، كلما ارتفع ثابت المعدل.
قاعدة فانت هوف:
عندما تزيد درجة الحرارة بمقدار 10 درجات، تزيد سرعة التفاعل الكيميائي المتجانس بمقدار 2-4 مرات.
حيث V2 هو معدل التفاعل عند درجة الحرارة T2، V1 هو معدل التفاعل عند درجة الحرارة T1، هو معامل درجة حرارة التفاعل (إذا كان يساوي 2، على سبيل المثال، فإن معدل التفاعل سيزيد مرتين عندما تزيد درجة الحرارة بمقدار 10 درجات).
من معادلة فانت هوف معامل درجة الحرارةتحسب بواسطة الصيغة:
نظرية الاصطدامات النشطة تعمم القوانين اعتماد معدل التفاعل الكيميائي على درجة الحرارة:
1. ليست كل الجزيئات قادرة على التفاعل، ولكن فقط تلك التي في حالة نشطة خاصة
2. يحدث تنشيط الجزيء نتيجة للتصادم الجزيئي الحيوي.
3. عندما تصطدم جزيئات لها نفس كمية الطاقة تقريبًا، يحدث إعادة توزيعها، ونتيجة لذلك تصل طاقة أحد الجزيئات إلى القيمة المقابلة لطاقة التنشيط.
4. تأثير درجة الحرارة على معدل التفاعل: تحول في التوازن بين الجزيئات العادية والفعالة نحو زيادة تركيز الأولى.
ملف تعريف الطاقة للتفاعل (الرسم البياني للطاقة المحتملة مقابل إحداثيات التفاعل)
طاقة التنشيط Ea- الحد الأدنى من الطاقة الإضافية التي يجب نقلها إلى الجزيء فوق قيمته المتوسطة حتى يصبح التفاعل الكيميائي ممكنًا. تفاعل.
معادلة ارهينيوسيحدد اعتماد ثابت معدل التفاعل الكيميائي k على درجة الحرارة T.
هنا A يميز تواتر تصادمات الجزيئات المتفاعلة، R هو ثابت الغاز العالمي.
7. الحفز. الحفز المتجانس وغير المتجانس. ملامح النشاط التحفيزي للإنزيمات. الحفز-التغير في معدل التفاعلات الكيميائية في وجود مواد تبقى بعد انتهاء التفاعل دون تغيير في الشكل والكمية. تسمى زيادة في معدل التفاعل التحفيز الإيجابي، ينقص - التحفيز السلبي (أو التثبيط). المحفزاتتسمية المواد التي تسبب التحفيز الإيجابي؛ المواد التي تبطئ التفاعلات - مثبطات. هناك الحفز المتجانس وغير المتجانس.يعد تسريع تفاعل عدم تناسب بيروكسيد الهيدروجين في محلول مائي في وجود أيونات ثنائي كرومات مثالا على الحفز المتجانس (يشكل المحفز مرحلة واحدة مع خليط التفاعل)، وفي وجود أكسيد المنغنيز (IV) مثال الحفز غير المتجانس (محلول مائي من بيروكسيد الهيدروجين - الطور السائل، أكسيد المنغنيز - الصلب). محفزات التفاعلات الكيميائية الحيوية هي بروتينات بطبيعتها وتسمى الانزيمات. تختلف الإنزيمات عن المحفزات التقليدية في عدد من الميزات: 1) تتمتع بكفاءة تحفيزية أعلى بكثير؛ 2) خصوصية عالية، أي. انتقائية العمل 3) العديد من الإنزيمات تظهر نشاطًا حفازًا تجاه ركيزة واحدة فقط؛ 4) تظهر الإنزيمات أقصى قدر من الكفاءة فقط في ظروف معتدلة، وتتميز بنطاق صغير من درجات الحرارة وقيم الرقم الهيدروجيني النشاط الإنزيمي = معدل التفاعل من الدرجة صفر. 8. التوازن الكيميائي. عكسها ولا رجعة فيها في اتجاه رد الفعل. التوازن الكيميائي: حالة ديناميكية تكون فيها معدلات التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية. توازن ثابت: في ثابت الظروف الخارجيةفي حالة التوازن، تكون نسبة منتج تركيزات المنتج إلى منتج تركيزات المواد المتفاعلة، مع الأخذ في الاعتبار قياس العناصر الكيميائية، قيمة ثابتة لا تعتمد على التركيب الكيميائيأنظمة. يرتبط Kc بمعيار Gibbs E بالعلاقة: مبدأ لو شاتيليه:إن تأثير أي عامل (t، c، p) على نظام التوازن يحفز تحول التوازن في اتجاه يساعد على استعادة الخصائص الأصلية للنظام. ظروف التوازن الديناميكي الحراري: ز 2 -ز 1 =0س 2 -س 1 =0 اتجاه عكسي:في ظل ظروف معينة، تتدفق تلقائيا في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي .شروط الإنجاز: - راسب قليل الذوبان - غاز - مادة متفككة قليلا ( الماء ) - مركب معقد مستقر منطقة لا رجعة فيها: في ظل ظروف معينة، فإنه يتدفق في اتجاه واحد. موضع التوازن الكيميائييعتمد على عوامل التفاعل التالية: درجة الحرارة والضغط والتركيز. يخضع تأثير هذه العوامل على التفاعل الكيميائي النمط الذي تم التعبير عنه في منظر عامفي عام 1884 من قبل العالم الفرنسي لو شاتيليه. الصيغة الحديثة لمبدأ لو شاتيليه هي كما يلي:
9. دور الماء والحلول في الحياة. الديناميكا الحرارية للذوبان.حلهو نظام متجانس ذو تركيبة متغيرة من مادتين أو أكثر في حالة توازن. تصنيف: 1) التعليق(نظام مشتت خشن): المعلقات (الصلبة في السائل) والمستحلبات (السائل في السائل) 2) الغرويات، المواد الكيميائية(أنظمة متفرقة بدقة). قيمة الحلول في الحياة: العديد من العمليات الكيميائية تحدث فقط بشرط أن تكون المواد الداخلة فيها في حالة ذائبة. أهم السوائل البيولوجية (الدم، اللمف، البول، اللعاب، العرق) هي محاليل الأملاح، البروتينات، الكربوهيدرات، الدهون في الماء. يرتبط امتصاص الطعام بانتقال العناصر الغذائية إلى حالة مذابة. تحدث التفاعلات الكيميائية الحيوية في الكائنات الحية في المحاليل. تشارك السوائل الحيوية في نقل العناصر الغذائية (الدهون والأحماض الأمينية والأكسجين). الأدويةللأعضاء والأنسجة، وكذلك في إزالة المستقلبات من الجسم. في الوسط السائل للجسم حموضة ثابتة وتركيز ملح و المواد العضوية(توازن التركيز). المذيب الأكثر شيوعا على كوكبنا هو ماء. مميزات الماء: فقدرتها الحرارية تفوق جميع المواد؛ سلوك غير طبيعي أثناء التبريد - يصبح الماء أكثر كثافة، ويبدأ في الانخفاض، ثم يرتفع (جميع المواد الأخرى تغوص عند ضغطها)؛ يمكن أن يتسامى (تسامي الماء) - التسامي (في ظل ظروف معينة، يمكن أن يتحول الجليد إلى بخار دون أن يتحول أولاً إلى الماء السائل، أي. دون ذوبان)؛ الماء يذيب جميع المواد (السؤال الوحيد هو كم؟) ؛ ثابت العزل الكهربائي العالي للماء (قيمة تشير إلى عدد المرات التي تكون فيها قوة التفاعل بين شحنتين في مادة معينة أقل منها في الفراغ)؛ ارتفاع درجة الحرارة الحرجة. الماء أمفوليت (ليس حمضًا، وليس قاعدة)؛ يشارك في إنشاء هياكل البوليمر في الجسم (البروتين والدهون...)؛ أساس النقل الغشائي. الديناميكا الحرارية للذوبان: وفقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية في ع، T = ثابتيمكن أن تذوب المواد تلقائيًا في أي مذيب إذا انخفضت طاقة جيبس للنظام نتيجة لهذه العملية، أي. . ز=(ح - ت ق)<0 . (ح- عامل المحتوى الحراري، تي اس- عامل الانتروبيا للانحلال). عند إذابة المواد السائلة والصلبة س>0. عند إذابة الغازات في السائل س<0. تغير المحتوى الحراري هو المجموع الجبري لتغير المحتوى الحراري ح كرنتيجة لتدمير الشبكة البلورية والتغيرات في المحتوى الحراري ح سولبسبب الذوبان بواسطة جزيئات المذيبات ححي = حسجل تجاري +حسول . عند إذابة الغازات، المحتوى الحراري حكر = 0، لأن ليست هناك حاجة لإنفاق الطاقة على تدمير الشبكة البلورية. أثناء الذوبان، يمكن أن يحدث تغيير في كل من الإنتروبيا والمحتوى الحراري. 10 . حل مثالي- المحتوى الحراري للخلط هو 0 (مخاليط متجانسة من الهيدروكربونات؛ محلول افتراضي، حيث تكون جميع قوى التفاعل بين الجزيئات متساوية.) ثابت الذوبان أو PR- هذا هو نتاج تركيزات أيونات المنحل بالكهرباء قليل الذوبان في محلول مشبع عند درجة حرارة معينة - قيمة ثابتة BaCO 3 = Ba + CO 3 , Ks=شروط الذوبان وتكوين الهطولالترسيب والانحلال عبارة عن تفاعلات تبادلية تحدث في محلول الإلكتروليت ---1) يترسب الإلكتروليت إذا كان حاصل ضرب تركيز أيوناته في المحلول أكبر من ثابت الذوبان c(Ba)*c(CO 3)>Kpr 2) سوف تذوب راسبته إذا كان العكس 11. الخصائص التجميعية للحلول. الخصائص الجماعية للحلول- هذه هي تلك الخصائص التي، في ظل ظروف معينة، تكون متساوية ومستقلة الطبيعة الكيميائيةالمذاب؛ خصائص المحاليل التي تعتمد فقط على عدد الوحدات الحركية وحركتها الحرارية. قانون راؤول ونتائجه الطبيعية- البخار المتوازن مع السائل يسمى مشبعاً. ويسمى ضغط هذا البخار فوق المذيب النقي (p0) بضغط البخار المشبع أو ضغط المذيب النقي. يتناسب ضغط بخار المحلول الذي يحتوي على مادة مذابة غير متطايرة بشكل مباشر مع الجزء المولي من المذيب في المحلول: ع = ص0 · χР-L، حيث p هو ضغط البخار فوق المحلول، PA، p0 هو ضغط البخار فوق المذيب النقي، χr-l هو الكسر المولي للمذيب. بالنسبة لمحاليل الإلكتروليت، يتم استخدام شكل مختلف قليلاً من المعادلة، مما يسمح يمكنك إضافة معامل متساوي التوتر إليه: Δp = i · p0 · χв -va، حيث Δp هو التغير الفعلي في الضغط مقارنة بالمذيب النقي؛ χv-va هو الكسر المولي للمادة الموجودة في المحلول. من قانون راؤول ينشأ اثنان عواقب. وبحسب أحدهم فإن درجة غليان المحلول أعلى من درجة غليان المذيب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ضغط البخار المشبع للمذيب فوق المحلول يصبح مساوياً لـ الضغط الجوي(حالة غليان السائل) في أكثر من ذلك درجة حرارة عاليةمما كانت عليه في حالة المذيب النقي. الزيادة في نقطة الغليان Tbp تتناسب مع مولالية المحلول:. يغلي = كه سمحيث Ke هو ثابت المذيب، وcm هو التركيز المولي النتيجة الثانيةمن قانون راؤول، تكون درجة حرارة التجمد (التبلور) للمحلول أقل من درجة حرارة التجمد (التبلور) للمذيب النقي. ويرجع ذلك إلى انخفاض ضغط بخار المذيب فوق المحلول عنه فوق المذيب. إن انخفاض درجة حرارة التجمد (التبلور) يتناسب طرديا مع مولالية المحلول : تزام= ك سمحيث Kk هو الثابت بالتبريد للمحلول تخفيض درجة حرارة تبلور المحاليلالتبلور هو تساوي ضغط البخار المشبع للمذيب فوق المحلول مع ضغط البخار فوق المذيب الصلب. وبما أن ضغط بخار المذيب فوق المحلول يكون دائمًا أقل من ضغط بخار المذيب النقي، فإن هذه المساواة ستتحقق دائمًا عند درجة حرارة أقل من نقطة تجمد المذيب. وهكذا، تبدأ مياه المحيط في التجمد عند درجة حرارة حوالي 2 درجة مئوية تحت الصفر، والفرق بين درجة حرارة تبلور المذيب ودرجة الحرارة التي يبدأ عندها المحلول في التبلور هو انخفاض في درجة حرارة التبلور. زيادة درجة غليان المحاليل السائلةيغلي عند درجة الحرارة التي الضغط الكلييصبح البخار المشبع مساوياً للضغط الخارجي. سيكون ضغط البخار المشبع فوق المحلول عند أي درجة حرارة أقل من ضغطه فوق المذيب النقي، وسيتم تحقيق المساواة مع ضغطه الخارجي عند درجة حرارة أعلى. وبالتالي، فإن درجة غليان محلول مادة غير متطايرة T تكون دائمًا أعلى من نقطة غليان مذيب نقي عند نفس الضغط T°. ولا تعتمد الزيادة في درجة غليان المحاليل المخففة بشكل لا نهائي للمواد غير المتطايرة على طبيعة من المذاب ويتناسب طرديا مع التركيز المولي للمحلول. يسمى المرور التلقائي للمذيب عبر غشاء شبه نافذ يفصل بين المحلول والمذيب أو المحلولين بتركيزات مختلفة من المذاب عن طريق التناضح.يحدث التناضح بسبب انتشار جزيئات المذيب عبر حاجز شبه منفذ، والذي يسمح فقط لجزيئات المذيب بالمرور. تنتشر جزيئات المذيب من المذيب إلى المحلول أو من محلول أقل تركيزا إلى محلول أكثر تركيزا.ويتميز التناضح كميا الضغط الاسموزي، تساوي القوة لكل وحدة مساحة السطح، وإجبار جزيئات المذيبات على اختراق القسم شبه المنفذ. وهو يساوي ضغط عمود المحلول في مقياس الأوسمومتر بارتفاع h. في حالة التوازن، يوازن الضغط الخارجي الضغط الأسموزي. في هذه الحالة، تصبح معدلات التحولات الأمامية والخلفية للجزيئات من خلال القسم شبه المنفذ هي نفسها. يزداد الضغط الأسموزي مع زيادة تركيز المذاب ودرجة الحرارة. فانت هوفاقترح ذلك ل الضغط الاسموزييمكنك تطبيق معادلة حالة الغاز المثالي: pV = nRTТ أو p = (n/V) RT من حيث ع = مع RT، حيث p هو الضغط الأسموزي (kPa)، وc هو التركيز المولي للمحلول. يتناسب الضغط الأسموزي بشكل مباشر مع التركيز المولي للمذاب ودرجة الحرارة. يلعب التناضح بشكل جيد للغاية دور مهم في العمليات البيولوجيةمما يضمن تدفق الماء إلى الخلايا والهياكل الأخرى. تسمى المحاليل التي لها نفس الضغط الأسموزي مساوي التوتر. إذا كان الضغط الاسموزي أعلى من الضغط داخل الخلايا، فإنه يسمى مفرط التوتر، إذا كان أقل من الضغط داخل الخلايا، ويسمى منخفض التوتر. معامل متساوي التوتر (أيضًا عامل فانت هوف، يُشار إليه بـ i) هو معامل بلا أبعاد يميز سلوك المادة في المحلول. وهي تساوي عدديًا نسبة قيمة بعض الخصائص المجمعة للحل من هذه المادةوقيم نفس الخاصية التجميعية للمحلول اللاالكتروليتي بنفس التركيز مع عدم تغيير معلمات النظام الأخرى. إيزوزميا- الثبات النسبي للضغط الأسموزي في الوسائط السائلة وأنسجة الجسم، وذلك بسبب الحفاظ على مستوى معين من تركيزات المواد التي تحتوي عليها: الشوارد والبروتينات، وهذه واحدة من أهم الثوابت الفسيولوجية للجسم، والتي توفرها آليات التنظيم الذاتي (التوازن). انحلال الدم- تدمير خلايا الدم الحمراء، يرافقه إطلاق الهيموجلوبين منها. أسباب جسديةيشمل تأثيرات درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، والموجات فوق الصوتية، والتأثيرات الكيميائية - السموم الانحلالية، بالتأكيد الأدويةإلخ. يمكن أن يحدث انحلال الدم بسبب نقل الدم غير المتوافق أو إعطاء محاليل منخفضة التوتر. تحلل البلازما- عندما يتم وضع الخلايا في محلول عالي التوتر، يغادر الماء من الخلايا إلى محلول أكثر تركيزا ويلاحظ انكماش الخلايا.
عناصر نظرية المحاليل بالكهرباء. الشوارد القوية والضعيفة. ثابت التأين للكهارل الضعيف. قانون أوستوالد للتكاثر. القوة الأيونية للحل. النشاط ومعامل نشاط الأيونات. الشوارد في الجسم، واللعاب بمثابة المنحل بالكهرباء.
الشوارد- هي المواد التي تحتوي على روابط تساهمية أيونية أو شديدة القطبية محاليل مائية، يخضع للتفكك الكهربائي، مما يؤدي إلى تكوين الكاتيونات والأنيونات.
إلكتروليتات قوية- المواد التي يمكن أن تنفصل تماما. وتشمل هذه معظم الأملاح، وكذلك بعض المواد التركيب الجزيئي(حمض الهيدروكلوريك).
إلكتروليتات ضعيفةتنأى إلى حد ضئيل، وشكلها السائد هو الجزيئي (H2S، والأحماض العضوية).
يتم تحديد قدرة المنحل بالكهرباء الجزيئي على الانفصال كميا درجة التأين(ذلك يعتمد على تركيز المنحل بالكهرباء ):
حيث Ntot هو العدد الإجمالي للجزيئات في المحلول؛ التأين هو عدد الجزيئات التي تنقسم إلى أيونات.
ثابت التأين:
حيث [أ]،[ب] عبارة عن أيونات متحللة
- مادة لم تتحلل إلى أيونات .
قانون تخفيف أوستوالد:
ك= α 2 ج/1- α ,
حيث α هي درجة التأين
ج – التركيز المولي
القوة الأيونية للحل:
أنا=0.5∑с أنا ض أنا 2 ,
حيث c i هو التركيز المولي للأيون في المحلول، مول/لتر
z i هي شحنة الأيون.
النشاط الأيونيهو تركيزه الفعال.
يرتبط النشاط بالتركيز المولي كما يلي:
حيث و – عامل النشاط
الشوارد الكهربائية في الجسم: نا والكلورالمشاركة في الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي والتوازن الاسموزي في الجسم. كاليفورنيايلعب دورا كبيرا في البناء أنسجة العظاموالأسنان، في تنظيم حموضة الدم وتخثره، في استثارة العضلات و الأنسجة العصبية. لوجدت في المقام الأول في سوائل الجسم و الأنسجة الناعمهحيث يعتبر عنصراً ضرورياً للحفاظ على الضغط الأسموزي وتنظيم درجة حموضة الدم. ملغهو عامل مساعد في العديد من التفاعلات الأنزيمية وهو ضروري في جميع مراحل تخليق البروتين. في الكائنات الحية الحديدهو عنصر تتبع مهم يحفز عمليات تبادل الأكسجين. شركةهو جزء من فيتامين ب 12، ويشارك في تكوين الدم، ووظائفه الجهاز العصبيوالكبد، والتفاعلات الأنزيمية. الزنكضروري لعملية التمثيل الغذائي لفيتامين E، ويشارك في تخليق مختلف الهرمونات الابتنائية في الجسم، بما في ذلك الأنسولين والتستوستيرون وهرمون النمو. منيؤثر على النمو وتكوين الدم ووظيفة الغدد الجنسية.
اللعاب باعتباره المنحل بالكهرباءهي بيئة كيميائية حيوية معقدة. يحدد عدد أيونات H+ وOH درجة الحموضة في اللعاب، والتي تكون عادة 6.9، وتختلف قيمة الرقم الهيدروجيني حسب طبيعة اللعاب. عملية مرضيةفي تجويف الفم. لذا. في أمراض معديةرد فعل اللعاب حمضي. ومن المواد غير العضوية، يحتوي اللعاب على أنيونات الكلور والبروم واليود والفلور. تساهم أنيونات الفوسفات والفلور في زيادة الإمكانات الكهروكيميائية، وأنيون الكلور - نقل الشحنات الأيونية وهو مزيل الاستقطاب (عامل يسرع العمليات الأنودية والكاثودية). يتم تحديد العناصر الدقيقة في اللعاب: الحديد والنحاس والفضة والمنغنيز والألمنيوم وغيرها - والعناصر الكبيرة: الكالسيوم والبوتاسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والفوسفور.
درجة الحرارة ومعدل التفاعل
عند درجة حرارة ثابتة، يكون التفاعل ممكنًا إذا كانت الجزيئات المتفاعلة تحتوي على كمية معينة من الطاقة. وقد أطلق أرهينيوس على هذه الطاقة الزائدة اسم "الطاقة الزائدة". طاقة التفعيل والجزيئات نفسها مفعل.
حسب ثابت معدل ارهينيوس كوطاقة التنشيط ه أترتبط بعلاقة تسمى معادلة أرهينيوس:
هنا أ- عامل ما قبل الأسي، ر- ثابت الغاز العالمي، ت- درجة الحرارة المطلقة.
وهكذا، عند درجة حرارة ثابتة، يتم تحديد معدل التفاعل ه أ. الاكثر ه أكلما قل عدد الجزيئات النشطة وكان التفاعل أبطأ. عند التناقص ه أتزداد السرعة، ومتى ه أ= 0 يحدث التفاعل على الفور.
ضخامة ه أيميز طبيعة المواد المتفاعلة ويتم تحديده تجريبيا من الاعتماد ك = F(ت). وبكتابة المعادلة (5.3) على الصورة اللوغاريتمية وحلها للثوابت عند درجتي حرارة نجد ه أ:
γ هو معامل درجة الحرارة لمعدل التفاعل الكيميائي. قاعدة فانت هوف لها تطبيق محدود، حيث أن قيمة γ تعتمد على درجة الحرارة، وخارج المنطقة ه أ= 50–100 كيلو جول ∙ مول –1 لا تنطبق هذه القاعدة على الإطلاق.
في التين. من الشكل 5.4 يمكن ملاحظة أن الطاقة المستهلكة في نقل المنتجات الأولية إلى الحالة النشطة (A* هو المركب المنشط) يتم إطلاقها كليًا أو جزئيًا مرة أخرى أثناء الانتقال إلى المنتجات النهائية. فرق الطاقة بين الأولي و المنتجات النهائيةيحدد Δ حتفاعل لا يعتمد على طاقة التنشيط .
وهكذا، في الطريق من الحالة الأولية إلى الحالة النهائية، يجب على النظام التغلب على حاجز الطاقة. فقط الجزيئات النشطة التي تمتلك في لحظة الاصطدام الطاقة الزائدة اللازمة تساويها ه أ، يمكنه التغلب على هذا الحاجز والدخول في تفاعل كيميائي. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد نسبة الجزيئات النشطة في وسط التفاعل.
عامل ما قبل الأسيأيصف العدد الإجمالي للاصطدامات. للتفاعلات مع الجزيئات البسيطة أقريبة من حجم الاصطدام النظري ز، أي. أ = ز، محسوبة من النظرية الحركية للغازات. للجزيئات المعقدة أ ≠ زولذلك فمن الضروري إدخال عامل استاتيكي ص:
هنا ز- عدد جميع الاصطدامات، ص- نسبة الاصطدامات المواتية مكانيا (تأخذ القيم من 0 إلى ) - نسبة الاصطدامات النشطة، أي الاصطدامات المواتية بقوة.
يتم الحصول على البعد ثابت المعدل من العلاقة
وبتحليل التعبير (5.3)، توصلنا إلى استنتاج مفاده أن هناك احتمالين أساسيين لتسريع التفاعل:
أ) زيادة في درجة الحرارة،
ب) انخفاض في طاقة التنشيط.
مسائل واختبارات في موضوع "الحركية الكيميائية. درجة الحرارة ومعدل التفاعل"
- معدل التفاعل الكيميائي. المحفزات - تصنيف التفاعلات الكيميائية وأنماط حدوثها، الصفوف 8-9
الدروس: 5 واجبات: 8 اختبارات: 1
ومن الاعتبارات النوعية يتضح أن معدل التفاعلات يجب أن يزيد مع زيادة درجة الحرارة، لأن وفي الوقت نفسه، تزداد طاقة الجزيئات المتصادمة ويزداد احتمال حدوث تحول كيميائي أثناء الاصطدام. للوصف الكمي لتأثيرات درجة الحرارة في الحركية الكيميائية، يتم استخدام علاقتين رئيسيتين - قاعدة فانت هوف ومعادلة أرينيوس.
قاعدة فانت هوفوهو أنه عند تسخينه بمقدار 10 درجات مئوية، فإن معدل معظم التفاعلات الكيميائية يزيد بمقدار 2 إلى 4 مرات. رياضياً، هذا يعني أن معدل التفاعل يعتمد على درجة الحرارة بطريقة قانون القوى:
, (4.1)
أين هو معامل درجة الحرارة للسرعة (= 24). قاعدة Van't Hoff قاسية جدًا ولا تنطبق إلا في نطاق درجات حرارة محدود جدًا.
أكثر دقة بكثير معادلة ارهينيوس، واصفًا اعتماد درجة الحرارة على معدل ثابت:
, (4.2)
أين ر- ثابت الغاز العالمي؛ أ- العامل الأسي المسبق، الذي لا يعتمد على درجة الحرارة، ولكن يتم تحديده فقط حسب نوع التفاعل؛ إي أ - طاقة التفعيلوالتي يمكن وصفها بأنها طاقة عتبة معينة: بشكل تقريبي، إذا كانت طاقة الجزيئات المتصادمة أقل إي أ، فلن يحدث التفاعل أثناء الاصطدام إذا تجاوزت الطاقة إي أ، سيحدث رد الفعل. طاقة التنشيط لا تعتمد على درجة الحرارة.
التبعية بيانيا ك(ت) على النحو التالي:
في درجات الحرارة المنخفضة، نادرا ما تحدث التفاعلات الكيميائية: ك(ت) 0. عند درجات الحرارة المرتفعة جداً يميل ثابت المعدل إلى القيمة الحدية: ك(ت)أ. وهذا يتوافق مع حقيقة أن جميع الجزيئات نشطة كيميائيا وكل تصادم يؤدي إلى تفاعل.
يمكن تحديد طاقة التنشيط عن طريق قياس ثابت المعدل عند درجتي حرارة. ومن المعادلة (4.2) يلي:
. (4.3)
وبشكل أكثر دقة، يتم تحديد طاقة التنشيط من قيم المعدل الثابت عند عدة درجات حرارة. للقيام بذلك، يتم كتابة معادلة أرهينيوس (4.2) في شكل لوغاريتمي
وتسجيل البيانات التجريبية في إحداثيات LN ك - 1/ت. ظل زاوية ميل الخط المستقيم الناتج يساوي - إي أ / ر.
بالنسبة لبعض التفاعلات، يعتمد العامل الأسي بشكل ضعيف على درجة الحرارة. في هذه الحالة، ما يسمى طاقة التنشيط من ذوي الخبرة:
. (4.4)
إذا كان العامل الأسي ثابتًا، فإن طاقة التنشيط التجريبية تساوي طاقة تنشيط أرهينيوس: هالمرجع = إي أ.
مثال 4-1. باستخدام معادلة أرهينيوس، قم بتقدير درجات الحرارة وطاقات التنشيط التي تكون قاعدة فانت هوف صالحة لها.
حل. لنتخيل قاعدة فانت هوف (4.1) كاعتماد على قانون القوى للمعدل الثابت:
,
أين ب- قيمة ثابتة. دعونا نقارن هذا التعبير بمعادلة أرهينيوس (4.2)، مع أخذ القيمة ~ لمعامل درجة الحرارة للسرعة ه = 2.718:
.
لنأخذ اللوغاريتم الطبيعي لطرفي هذه المساواة التقريبية:
.
وبتمييز العلاقة الناتجة بالنسبة لدرجة الحرارة نجد العلاقة المطلوبة بين طاقة التنشيط ودرجة الحرارة:
إذا كانت طاقة التنشيط ودرجة الحرارة تلبي هذه العلاقة تقريبًا، فيمكن استخدام قاعدة فانت هوف لتقييم تأثير درجة الحرارة على معدل التفاعل.
مثال 4-2. يكتمل تفاعل الدرجة الأولى عند درجة حرارة 70 درجة مئوية بنسبة 40% خلال 60 دقيقة. عند أي درجة حرارة سيكتمل التفاعل بنسبة 80% خلال 120 دقيقة إذا كانت طاقة التنشيط 60 كيلوجول/مول؟
حل. بالنسبة للتفاعل من الدرجة الأولى، يتم التعبير عن ثابت المعدل بدلالة درجة التحويل على النحو التالي:
,
حيث أ = س/أ- درجة التحول. ولنكتب هذه المعادلة عند درجتي حرارة مع مراعاة معادلة أرهينيوس:
أين إي أ= 60 كيلوجول/مول، ت 1 = 343 ك، ر 1 = 60 دقيقة، 1 = 0.4، ر 2 = 120 دقيقة، 2 = 0.8. دعونا نقسم معادلة على أخرى ونأخذ اللوغاريتم:
بتعويض القيم المذكورة أعلاه في هذا التعبير نجد ت 2 = 333 ك = 60 درجة مئوية.
مثال 4-3. يتضاعف معدل التحلل البكتيري لعضلات الأسماك عند انتقالها من درجة حرارة -1.1 درجة مئوية إلى درجة حرارة +2.2 درجة مئوية. قدّر طاقة التنشيط لهذا التفاعل.
حل. ترجع الزيادة في معدل التحلل المائي بمقدار مرتين إلى زيادة ثابت المعدل: ك 2 = 2ك 1 . ويمكن تحديد طاقة التنشيط بالنسبة لثوابت المعدل عند درجتين من الحرارة من المعادلة (4.3) مع ت 1 = ر 1 + 273.15 = 272.05 كلفن، ت 2 = ر 2 + 273.15 = 275.35 ك:
130800 جول/مول = 130.8 كيلوجول/مول.
4-1. باستخدام قاعدة فانت هوف، احسب عند درجة الحرارة التي سينتهي بها التفاعل خلال 15 دقيقة، إذا استغرق التفاعل ساعتين عند 20 درجة مئوية، معامل درجة الحرارة للمعدل هو 3. (الإجابة)
4-2. عمر النصف للمادة عند 323 كلفن هو 100 دقيقة، وعند 353 كلفن هو 15 دقيقة. تحديد معامل درجة الحرارة للسرعة. (الإجابة)
4-3. ما طاقة التنشيط التي يجب أن يزيد معدل التفاعل 3 مرات مع زيادة درجة الحرارة بمقدار 10 0 درجة مئوية أ) عند 300 كلفن؛ ب) عند 1000 كلفن؟(الإجابة)
4-4. التفاعل من الدرجة الأولى لديه طاقة تنشيط قدرها 25 كيلو كالوري/مول وعامل أسي مسبق قدره 5. 10 13 ثانية -1 . عند أي درجة حرارة سيكون عمر النصف لهذا التفاعل: أ) دقيقة واحدة؛ ب) 30 يوما؟(الإجابة)
4-5. في أي الحالتين يزداد ثابت معدل التفاعل بمقدار عدد أكبرالأوقات: عند تسخينها من 0 درجة مئوية إلى 10 درجة مئوية أو عند تسخينها من 10 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية؟ برر إجابتك باستخدام معادلة أرهينيوس.
4-6. طاقة التنشيط لبعض التفاعلات أكبر بمقدار 1.5 مرة من طاقة التنشيط لتفاعل آخر. عندما يسخن من ت 1 ل ت 2- يزداد ثابت معدل التفاعل الثاني بمقدار أمرة واحدة. كم مرة زاد ثابت معدل التفاعل الأول عند تسخينه؟ ت 1 ل ت 2؟(الإجابة)
4-7. يتم التعبير عن ثابت معدل التفاعل المعقد بدلالة ثوابت معدل المراحل الأولية كما يلي:
عبر عن طاقة التنشيط والعامل الأسي للتفاعل المعقد بدلالة الكميات المقابلة لها والمتعلقة بالمراحل الأولية.(الجواب)
4-8. في تفاعل من الدرجة الأولى لا رجعة فيه خلال 20 دقيقة عند 125 درجة مئوية، كانت درجة تحويل المادة الأولية 60%، وعند 145 درجة مئوية تم تحقيق نفس درجة التحويل في 5.5 دقيقة. أوجد ثوابت المعدل وطاقة التنشيط لهذا التفاعل. (الإجابة)
4-9. يكتمل التفاعل الأول عند درجة حرارة 25 درجة مئوية بنسبة 30% خلال 30 دقيقة. عند أي درجة حرارة سيكتمل التفاعل بنسبة 60% خلال 40 دقيقة إذا كانت طاقة التنشيط 30 كيلوجول/مول؟
4-10. يكتمل التفاعل الأول عند درجة حرارة 25 درجة مئوية بنسبة 70% خلال 15 دقيقة. عند أي درجة حرارة سيكتمل التفاعل بنسبة 50% خلال 15 دقيقة إذا كانت طاقة التنشيط 50 كيلوجول/مول؟
4-11. ثابت معدل التفاعل من الدرجة الأولى هو 4.02. 10 -4 ث -1 عند 393 ك و 1.98 . 10 -3 s -1 عند 413 K. احسب العامل الأسي المسبق لهذا التفاعل (الإجابة)
4-12. بالنسبة للتفاعل H 2 + I 2 2HI، فإن المعدل الثابت عند درجة حرارة 683 K يساوي 0.0659 لتر/(مول دقيقة)، وعند درجة حرارة 716 كلفن - 0.375 لتر/(مول دقيقة). أوجد طاقة التنشيط لهذا التفاعل وثابت المعدل عند درجة حرارة 700 كلفن.(الإجابة)
4-13. بالنسبة للتفاعل 2N 2 O 2N 2 + O 2 فإن المعدل الثابت عند درجة حرارة 986 كلفن هو 6.72 لتر/(مول دقيقة)، وعند درجة حرارة 1165 كلفن - 977.0 لتر/(مول دقيقة). أوجد طاقة التنشيط لهذا التفاعل وثابت المعدل عند درجة حرارة 1053.0 كلفن. (الإجابة)
4-14. يتحلل أيون ثلاثي كلورو أسيتات في المذيبات المؤينة المحتوية على H + حسب المعادلة
H + + CCl 3 COO - CO 2 + CHCl 3
المرحلة التي تحدد معدل التفاعل هي الانقسام الأحادي الجزيئي لرابطة CC في أيون ثلاثي كلورو أسيتات. يتم التفاعل بالترتيب الأول، وثوابت المعدل لها القيم التالية: ك= 3.11. 10 -4 ثانية -1 عند 90 درجة مئوية، ك= 7.62. 10 -5 s -1 عند 80 درجة مئوية. احسب أ) طاقة التنشيط، ب) ثابت المعدل عند 60 درجة مئوية (الإجابة)
4-15. بالنسبة للتفاعل CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH * CH 3 COONa + C 2 H 5 OH، فإن المعدل الثابت عند درجة حرارة 282.6 كلفن يساوي 2.307 لتر/(مول دقيقة)، وعند درجة حرارة 318.1 كلفن - 21.65 لتر /(مول دقيقة). أوجد طاقة التنشيط لهذا التفاعل وثابت المعدل عند درجة حرارة 343 كلفن.(الإجابة)
4-16. بالنسبة للتفاعل C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 فإن المعدل الثابت عند درجة حرارة 298.2 K يساوي 0.765 l/(mol.min)، وعند درجة حرارة من 328.2 كلفن - 35.5 لتر/(مول دقيقة). أوجد طاقة التنشيط لهذا التفاعل وثابت المعدل عند درجة حرارة 313.2 كلفن.(الإجابة)
4-17. تتحلل المادة في مسارين متوازيين مع ثوابت المعدل ك 1 و ك 2. ما الفرق في طاقات التنشيط لهذين التفاعلين إذا كانت درجة الحرارة 10 درجة مئوية؟ ك 1 /ك 2 = 10، وعند 40 درجة مئوية ك 1 /ك 2 = 0.1 (الإجابة)
4-18. في تفاعلين من نفس الترتيب يكون الفرق في طاقات التنشيط ه 2 - ه 1 = 40 كيلوجول/مول. عند درجة حرارة 293 K تكون نسبة ثوابت المعدل ك 1 /ك 2 = 2. في أي درجة حرارة تصبح ثوابت المعدلات متساوية (الإجابة)
4-19. يعد تحلل حمض الأسيتون ثنائي الكربوكسيل في محلول مائي بمثابة تفاعل من الدرجة الأولى. تم قياس ثوابت معدل هذا التفاعل عند درجات حرارة مختلفة:
احسب طاقة التنشيط والعامل الأسي. ما هو عمر النصف عند 25 درجة مئوية؟
