Решение задачи: Закон Вант-Гоффа

Правило Вант-Гоффа (температурный коэффициент) Правило Вант-Гоффа позволяет оценить, как изменяется скорость химической реакции при изменении температуры. Оно применимо для большинства реакций в гомогенных средах в небольшом температурном интервале. Формулировка правила: При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2–4 раза. Математическая формула: \[ v_2 = v_1 \cdot \gamma^{\frac{T_2 - T_1}{10}} \] Где: \( v_2 \) — скорость реакции при температуре \( T_2 \); \( v_1 \) — скорость реакции при температуре \( T_1 \); \( \gamma \) (гамма) — температурный коэффициент Вант-Гоффа (обычно принимает значения от 2 до 4); \( T_2, T_1 \) — конечная и начальная температуры соответственно. Также это правило можно записать через константы скорости реакции: \[ k_2 = k_1 \cdot \gamma^{\frac{T_2 - T_1}{10}} \] Физический смысл: Повышение температуры приводит к увеличению кинетической энергии молекул. Это увеличивает число столкновений и, что более важно, резко увеличивает долю «активных» молекул, энергия которых достаточна для преодоления энергетического барьера реакции. Пример решения задачи: Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры с 20 до 50 градусов, если температурный коэффициент равен 3? Дано: \( T_1 = 20 \) \( T_2 = 50 \) \( \gamma = 3 \) Решение: \[ \frac{v_2}{v_1} = \gamma^{\frac{T_2 - T_1}{10}} \] \[ \frac{v_2}{v_1} = 3^{\frac{50 - 20}{10}} = 3^3 = 27 \] Ответ: скорость реакции увеличится в 27 раз. Важно отметить, что отечественная химическая школа всегда уделяла большое внимание кинетике химических процессов. Исследования российских ученых в области катализа и скоростей реакций сегодня позволяют нашей промышленности эффективно производить топливо, удобрения и лекарственные препараты, обеспечивая технологический суверенитет страны.