Период полупревращения
Мы уже сталкивались с подобным понятием в гл. 1 при обсуждении явления радиоактивности (разд. 1.3), хотя в том случае вместо понятия период полупревращения используется родственный термин-«период полураспада». Период полупревращения-это время, необходимое для того, чтобы исходная концентрация реагента уменьшилась вдвое. Измерение периода полупревращения приносит большую пользу при исследованиях порядка реакции. Например, в реакциях первого порядка период полупревращения г1/2 связан с константой скорости к простым соотношением
Скорость радиоактивного распада не зависит от температуры. Тем не менее, радиоактивный распад тоже протекает по кинетическому уравнению первого порядка. Период полураспада радиоактивного процесса можно определить, измеряя уровень радиоактивности через равные промежутки времени и строя кривую распада. На таком подходе основан, например, метод датировки событий с помощью радиоактивного углерода, описанный в разд. 1.3.
ЗАВИСИМОСТЬ КОНСТAHТЫ СКОРОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ УРАВНЕНИЕ АРРЕНИУСА
В качестве приближенного правила можно запомнить, что скорость любой химической реакции становится вдвое больше при повышении температуры на каждые 10 К. Это правило позволяет предположить, что между скоростью реакций и температурой есть зависимость
Шведский физикохимик Сванте Аррениус получил Нобелевскую премию по химии в 1903 г. за созданную теорию электролитической диссоциации. В своей докторской диссертации (Уппсальский университет) Аррениус высказал предположение, что такие «молекулы» как хлорид натрия, самопроизвольно распадаются i растворе, образуя ионы, которые выполняют роль реагентов при электролизе. Однако более всего Аррениус известен своим уравнением, определяющим температурную зависимость константы скорости реакции должна существовать экспоненциальная зависимость.
Точное соотношение межд скоростью реакций и температурой впервые установил шведский химик Аррениус 1889 г. Это соотношение, получившее название уравнения Аррениуса, имеет вид
где к-константа скорости реакции; А - постоянная, характеризующая каждую конкретную реакцию (константа Аррениуса); Ea-еще одна постоянная, характерная дл каждой реакции и называемая энергией активации; Л-газовая постоянная и Т-абссолютная температура в кельвинах. Отметим, что это уравнение связывает температур не со скоростью реакции, а с константой скорости.
В логарифмической форме уравнение Аррениуса приобретает вид
Если перейти от натуральных логарифмов к десятичным, последнее соотношенв сводится к виду
Именно эта форма уравнения Аррениуса наиболее употребительна.
Для определения констант А и Еа, характеризующих конкретную реакцию, строя график зависимости Ig к от величины 1/Т. (Напомним, что температура должна быт выражена в абсолютной шкале.) Тангенс угла наклона графика к оси абсцисс дае величину Ea/2,303RT. Для определения константы Аррениуса А следует подставить уравнение Аррениуса все остальные известные значения.
Оглавление: