Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса и его практическое применение.
Константа скорости реакции инверсии тростникового сахара при 25°С равна 9,6710 -3,а при 40°С – 73,410 –3 мин -1. Определить константу скорости этой реакции при 35°С.
Решение
Зависимость константы скорости химической реакции от температуры установил Аррениус, предложивший уравнение
где Е – энергия активации; k–константа скорости.
Энергией активации называется минимальное избыточное количество энергии молекул (по сравнению со средней), необходимое для их вступления в химическую реакцию.
Определенное интегрирование уравнения позволяет получить
или
На основании константы скорости реакции реакции при Т =273 +25 = 298К
и Т =273 +40 = 313К рассчитываем ЕА
;
Е = 2,303 *8,314* (313*298)lg 73,4*10-3/ 9,67*10-3 / 313 -298 =104,77кДж
Рассчитывается константа скорости реакции при t = 35С. Используется в расчетах константа скорости при 40ºС и уравнение ;
Т3 = 308 К; Т2 = 313
Lg k3 = 104770*( -5) /2,303*8,314*308*313 + lg 0,0734 = -1,4181
k3 =0,03819 = 38,19*10-3
46.Привести диаграмму состояния 2-х компонентной конденсированной системы и разобрать ее с точки зрения правила фаз
Ответ
В двухкомпонентных системах внешними параметрами состояния являются температура и давление, а внутренним – состав системы. Так как для конденсированных систем давление практически не влияет на температуру фазовых превращений, то его можно считать постоянной величиной. Это позволяет перейти к двухмерной диаграмме состояния в координатах температура – состав. Максимальное число степеней свободы в конденсированных двухкомпонентных системах равно , а минимальное - .
Диаграмма состояния двухкомпонентной системы А – В строится в координатах температура – состав системы на основании экспериментальных данных о температуре начала кристаллизации систем разного состава.
На диаграмме линия ТАЕТВ – линия ликвидус. Выше линии ликвидус система гомогенная, жидкая, ниже – гетерогенная, состоящая из жидкости и кр.А или кр.В. В любой точке линии ТАЕ жидкость насыщена по отношению к компоненту А, на линии ТВЕ – компонентом В. Поэтому при охлаждении жидкого расплава на линии ликвидус термодинамически возможен процесс кристаллизации компонента А или В. Появляются первые кристаллы А или В, но масса их стремится к нулю. На линии ликвидус в равновесии 2 фазы: жидкая и кристаллы.
.
Линия ТЕЕТЕ1 – линия солидус. Ниже солидус вся система твердая, состоящая из двух фаз: кр.А и кр.В. При охлаждении на линии солидус заканчивается кристаллизация жидкости
. В равновесии 3 фазы: жидкая, кр.А и кр.В.
.
Система безвариантна, нельзя изменить ни одного параметра, не нарушив фазового равновесия. Линия солидус называется еще эвтектической – это линия, на которой происходит совместная кристаллизация двух веществ из жидкости постоянного состава (т.Е), называемой эвтектической, при постоянной температуре. Образующаяся смесь кристаллов называется эвтектикой. Это механическая смесь очень мелких, проросших друг в друга кристаллов. Кристаллы эвтектики отличаются от первичных кристаллов размерами и формой.
Точки ТА и ТВ – соответственно температуры плавления чистых компонентов А и В. В равновесии 2 фазы: кр.А (В) и чистая жидкость А(В).
.
По фигуративной точке на диаграмме состояния можно определить ряд важных характеристик. Например, для системы, состояние которой задано фигуративной точкой Х
1. Исходный состав системы – опускаем перпендикуляр из точки Х на ось состава (в данном случае 25% А и 75% В).
2. Температуру системы – проводим перпендикуляр к оси температур (в данном случае Х2).
3. Количество и вид равновесных фаз - точка Х находится в области , система состоит из двух фаз – жидкого расплава и кристаллов В.
4. Состав каждой фазы. Для этого через точку Х проводим ноду. Из точки пересечения ноды с линией ликвидус (Х1) опускаем перпендикуляр на ось состава и получаем состав жидкой фазы (50% А и 50% В), а из точки пересечения ноды с осью температур (Х2) опускаем перпендикуляр и получаем состав твердой фазы (0% А и 100% В).
5. Соотношение масс фаз, находящихся в равновесии, определяется по правилу рычага. Отношение масс равновесных фаз обратно пропорционально отношению отрезков, отсекаемых фигуративной точкой на ноде.
По правилу рычага часть ноды от Х до ликвидуса пропорциональна массе твердой фазы, а часть ноды от Х в сторону оси температур Х2 пропорциональна массе жидкой фазы
.
Вся нода пропорциональна массе всей системы (m)
или ,
где - масса твердой фазы; - масса жидкой фазы; - масса системы.
66 Слабые электролиты. Закон разбавления Оствальда и условия его применения.
Эквивалентная электрическая проводимость для раствора уксусной кислоты при 18°С и разведении 32 М /кг-экв равна 0.82 См*м 2 кг-экв –1
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
