65470 skan0230

Kinetyka chemiczna 233

Przykład 5.15. W kilku temperaturach dla reakcji

*1

^H2(g) + l2(g) ^ ^2H1(g)

otrzymano wartości stałych szybkości Aą i k₂ (indeksy dotyczą numeracji reakcji):

temperatura [°C]	300	320	340	360	380	400
kx • 10^4 [M-^1 • s^_1 ]	1,32	4,26	12,7	35,5	92,9	230
A'2-10^6 [M-^1 -s-^1]	0,945	3,53	12,1	38,5	114	316

Obliczyć standardową zmianę energii wewnętrznej AU® reakcji oraz wykreślić jej diagram energetyczny.

Rozwiązanie. W celu ułatwienia zapiszemy tę reakcję jako

C + D ^ 2E.

A" 2

W stanie równow^ragi szybkości reakcji w obu kierunkach są jednakowe:

A'i[C][D] = *₂[E]²,

toteż stężeniowa stała rów'now^ragi tej reakcji wynosi

[E]² k_Y

Zgodnie z równaniem Arrheniusa (5.45) mamy

iz i < ^Em 1

ln kj — mAj —    --—.

Równocześnie, z odpowiednika izobary Van’t Hoffa (3.87),

d\nK_t, ₌ AU⁰ dT ~ RT² ’

zakładając, że AU® reakcji nie zależy od temperatury, otrzymujemy wyrażenie

ln K_c = -

1

—- + const. T

Po wykreśleniu lnAy, lnAą oraz ln K_c w' funkcji \/T (ze względów praktycznych jest to lOOO/E- zob. rys. 5.9) dostajemy linie proste. Z ich nachylenia możemy obliczyć E_A(ą oraz A U® .