Επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα αντίδρασης

Με μια ματιά

Όταν αυξάνεις τη θερμοκρασία, αυξάνεται η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων και μεγαλύτερο ποσοστό συγκρούσεων ξεπερνά την ενέργεια ενεργοποίησης. Έτσι προβλέπεις ότι η $\rate$ συνήθως αυξάνεται, όταν οι άλλες συνθήκες παραμένουν ίδιες. Δεν χρησιμοποιείς τον πολλαπλασιαστή της $\rate$ για αύξηση κατά $10\,\unit{^\circ C}$ ως καθολικό ακριβή νόμο, επειδή είναι εμπειρικός και μεταβλητός.

2Η επίδραση της θερμοκρασίας

Όταν αυξάνεις τη θερμοκρασία, αυξάνεται η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων. Έτσι αυξάνεται το ποσοστό των συγκρούσεων που έχουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν την ενέργεια ενεργοποίησης και η $\rate$ συνήθως αυξάνεται. Ο πολλαπλασιαστής της $\rate$ για αύξηση της θερμοκρασίας κατά $10\,\unit{^\circ C}$ είναι εμπειρικός και μεταβλητός. Δεν τον χρησιμοποιείς ως καθολικό ακριβή νόμο.

3Ερμηνεία με το μοντέλο των συγκρούσεων

Για να αντιδράσουν 2 σωματίδια, πρέπει να συγκρουστούν. Η σύγκρουση είναι αποτελεσματική μόνο αν έχουν κατάλληλο προσανατολισμό και αρκετή ενέργεια. Η ενέργεια ενεργοποίησης είναι το ενεργειακό φράγμα της συγκεκριμένης πορείας αντίδρασης. Στο ενεργειακό διάγραμμα τη μετράς από το ενεργειακό επίπεδο των αντιδρώντων έως την κορυφή του φράγματος. Όταν αυξάνεις τη θερμοκρασία, αυξάνεις τη μέση κινητική ενέργεια. Μεγαλύτερο ποσοστό συγκρούσεων έχει τότε αρκετή ενέργεια για αντίδραση. Γι’ αυτό η $\rate$ συνήθως αυξάνεται.

4Σύγκριση 2 θερμοκρασιών

Συγκρίνεις την ίδια αντίδραση σε 2 δοχεία και διατηρείς ίδιες όλες τις συνθήκες εκτός από τη θερμοκρασία.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Ορίζεις ότι στο 2ο δοχείο η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη κατά $10\,\unit{^\circ C}$.

2. Δείξε το βήμα 2

   Συνδέεις τη μεγαλύτερη θερμοκρασία με μεγαλύτερη μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων.

3. Δείξε το βήμα 3

   Συμπεραίνεις ότι μεγαλύτερο ποσοστό συγκρούσεων έχει αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσει την ενέργεια ενεργοποίησης.

4. Δείξε το βήμα 4

   Προβλέπεις ότι η $\rate$ στο 2ο δοχείο συνήθως είναι μεγαλύτερη.

5. Δείξε το βήμα 5

   Δεν δίνεις συγκεκριμένο πολλαπλασιαστή της $\rate$, επειδή ο πολλαπλασιαστής για αύξηση κατά $10\,\unit{^\circ C}$ είναι εμπειρικός και μεταβλητός.

5Συνηθισμένα λάθη

• Δεν θεωρείς ότι κάθε αύξηση κατά $10\,\unit{^\circ C}$ πολλαπλασιάζει τη $\rate$ με έναν σταθερό και καθολικό αριθμό.
• Για αποτελεσματική σύγκρουση χρειάζεσαι κατάλληλο προσανατολισμό και αρκετή ενέργεια. Μην χαρακτηρίζεις κάθε σύγκρουση αποτελεσματική.
• Δεν εξηγείς την επίδραση της θερμοκρασίας μόνο με την ύπαρξη συγκρούσεων· αναφέρεις ότι αυξάνεται το ποσοστό των συγκρούσεων με αρκετή ενέργεια.