Влияние температуры на скорость

При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, а следовательно, и число столкновений между ними в единицу времени.

Влияние температуры на скорость химической реакции подчиняется правилу Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на каждые 10⁰ скорость большинства реакций увеличивается в 2—4 раза. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость данной реакции при повышении температуры на 10°, называется температурным коэффициентом реакции. Математически эта зависимость выражается соотношением

где — температурный коэффициент реакции,

— скорости реакции; соответственно при начальной (t1,) и конечной (t2) температурах, Д* — изменение температуры (t2 —t1).

Правило Вант-Гоффа приближенное и может применяться к реакциям, протекающим при температурах от 0°С до 300°С и в небольшом температурном интервале. С повышением температуры температурный коэффициент скорости реакции уменьшается, приближаясь к единице.

Более точная зависимость скорости химической реакции от температуры экспериментально установлена Аррениусом.

ln k = В-А / Т,

где k — константа скорости реакции,

В и А — постоянные для данной реакции.

Изменение температуры влияет на скорость химических реакций, происходящих в живых организмах. Жизненные процессы имеют свои температурные границы, при выходе за которые скорости процессов настолько увеличиваются или настолько замедляются, что наступает гибель организма. Обычно эти температурные границы находятся в пределах от 0 ° до 45 °—50 °С.

Сильное изменение скорости реакции с изменением температуры объясняет теория активации. Согласно этой теории в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы (частицы), обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. Неактивные частицы можно сделать активными, если сообщить им дополнительную энергию, — этот процесс называется активацией. Один из способов активации — увеличение температуры: при повышении температуры число активных частиц сильно возрастает, благодаря чему резко увеличивается скорость реакции.

Энергия активации — энергия, которую надо сообщить молекулам (частицам) реагирующих веществ, чтобы превратить их в активные.

Энергию активации определяют опытным путем, обозначают буквой Е_а и выражают в кДж/моль. Например, для реакции

Н₂ + I₂ = 2Н I

Е_a = 167 кДж/моль, а для распада

2Н I = Н₂+I₂

Е_a = 186,2 кДж/моль.

Энергия активации зависит от природы реагирующих веществ и служит характеристикой каждой реакции.