Температурная зависимость скорости реакции

Температурная зависимость константы скорости реакции определяется в основном экспоненциальным множителем (так называемым, множителем Больцмана). Посмотрим на выражение 3.9б, из которого следует, что ln k пропорционален 1/Т:

Это действительно часто соблюдается, особенно для реакций между низкомолекулярными молекулами. Химики увеличение скорости реакции с ростом температуры часто характеризуют температурным коэффициентом скорости реакции (γ ).

Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа температурный коэффициент при обычных температурах для большинства реакций находится в пределах от 2 до 4. Этот вывод следует и из уравнения Аррениуса.

Действительно, из (3.9б) легко получить уравнение (3.9в), из которого следует: если Ea = 50–100 кДж∙моль–1, то при изменении температуры реакции на 10 градусов ее константа скорости изменится в 2–4 раза.

Бактериологи для характеристики температурной зависимости процесса используют величину Z – повышение температуры (в K), необходимое для увеличения его скорости в 10 раз.

Следует помнить, что экстраполирование таких графиков за пределами изучаемого температурного диапазона может привести к существенной ошибке, особенно для большой Еа, так как это фактически предполагает, что Еа/Т2 является константой (постоянной), что очень маловероятно.

Некоторые физические свойства системы подобно соотношению Аррениуса зависят от температуры, однако это не обязательно связано с потенциальным барьером и энергией активации.

В этом случае соотношение Аррениуса прямо вытекает из закона распределения Максвелла-Больцмана. То же самое справедливо для диффузии.