اثر دما بر سرعت واکنش

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
سرعت واکنش های شیمیایی با افزایش دما افزایش می یابد . این اثر هم در واکنش های گرماگیر و هم در واکنش های گرماده دیده می شود . زیرابر اثر زیاد شدن دما حرکت های مولکولی سریع تر شده و تعداد برخورد هایمولکولی در واحد زمان بیشتر می شود . ولی وقتی که دما از 25 درجه به 35درجه سانتی گراد می رسد سرعت متوسط مولکولها فقط 2%زیاد می شود در حالی که همان افزایش دما موجب می شود سرعت واکنش تقزیبا 200 تا 300 درصد افزایش یابد .

علت این است که افزایش دما عده کل برخوردها یا فرکانس
برخورد ها را افزایش می دهد ولی به طور عمده تری تعدا د برخورد هایموثر یا کارا را زیاد میکندمنحنی زیر که همان منحنی توزیع انرژی مولکولی ماکسول وبولتسمان است این موضوع را به روشنی نشان می دهد . در این شکل منحنیتوزیع انرژی مولکولی در دمای پائئن T[SUB]1[/SUB] و دمای بالای T[SUB]2[/SUB] رسم شده است . حداقل انرژی لازم برای انجام واکنش در شکل مشخص شده است و سطح زیر منحنی نشانگر کسری از مولکولهاست که این انرژی را دارند همانطور که روشن است در دمای T[SUB]2[/SUB] کسر بزرگتری از مولکولها دارای این حداقل انرژی می باشنددر دمای T[SUB]1[/SUB] عده مولکولهایی که انرژیی برابر یا بیشتر از این مقدار دارندمتناسب با سطح a زیر منحنی T[SUB]1[/SUB] است .
ولی در دمای
T2 عده
مولکولهایی که انرژی کافی برای برخوردهای موثر دارند به مقدار زیادافزایش یافته است و متناسب با سطح a+ b است . بنابراین افزایش دما اساسا به این جهت موجب افزایش سرعت واکنش می شود کهنسبت برخوردهای موثر افزایش می یابد و زیاد شدن عده کل برخورد ها در واحد زمان عاملی است که اهمیت کمتری دارد
از نظر ریاضی نیز می توان تاثیر دما را بر سرعت یک واکنش توجیه کرد:ثابت سرعت یک واکنش برابراست با :
به این معادله A مقدار ثابتی ایت که خاص واکنش مورد مطالعه استو e مبنای لگاریتم طبیعی است و Ea انرژی فعالسازی واکنش است و R ثابت عمومی گازهاست که درصورتی که انرژی فعالسازی برحسب کالری بیان شود R برابر 98/1 cal / mol . k میباشد و T نیز دمای گاز برحسب درجه کلوین می باشد .ضریب e [SUP] Ea / RT [/SUP]کسری از مولکولها را نشان میدهدکه انرژی هاییبرابر یا بزرگتر ازانرژی فعالسازی Ea دارند واز قانون توزیع ماکسول و بولتزمن بدست می آیند بنابراین هر عاملی که این ضریب را بزرگ کند به طور حتمسبب افزایش سرعت واکنش میشود .
چون دما در مخرج کسر قرار دارد
با بزرگ شدن دما توان eافزایش می یابد و موجب بیشتر شدن سرعتواکنش می شود .
در واقع چون رابطه
K و T نمایی است تغییر کوچکی
در T موجب تغییر بزرگی در K می شودنکته 1 : تاثیر دما در واکنش هایی که انرژی فعالسازی بزرگی دارند بیشتر استنکته 2 : تاثیر دما بر سرعت در دماهای پایین بیشتر است
 

Similar threads

بالا