‫סמסטר אביב‪ ,‬תשע"א )‪(2011‬‬ ‫מתרגלים‪ :‬רועי עשור ואמיר ונד‬ ‫כימיה פיסיקלית א' )‪ – (69163‬תרגול מס' ‪10‬‬ ‫דף עזר לתרגול מס' ‪ :10‬שאלות כיתה‬ ‫החוג לכימיה‬ ‫המכון לכימיה‬ ‫–‬ ‫תלות קבוע המהירות בטמפרטורה )משוואת ארהניוס(‬ ‫‪ .1‬תגובה מסוימת‪ ,‬בה מגיבים ‪ A‬ו‪ B -‬ליצירת ‪ ,P‬יוצאת לפועל בשני מנגנונים שונים‪:‬‬ ‫‪k1‬‬ ‫‪A + B ‬‬ ‫‪→P‬‬ ‫‪k2‬‬ ‫‪A + B ‬‬ ‫‪→P‬‬ ‫נתונים אנרגיות האקטיבציה והמקדמים הפרה‪-‬אקספונציאליים לשני המנגנונים‪:‬‬ ‫‪cm3‬‬ ‫]‬ ‫‪mol sec‬‬ ‫[‪A‬‬ ‫‪kJ‬‬ ‫]‬ ‫‪mol‬‬ ‫[ ‪Ea‬‬ ‫‪Mechanism #‬‬ ‫‪1013‬‬ ‫‪160‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1010‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪2‬‬ ‫א‪ .‬באיזו טמפרטורה קבועי המהירות של שני המנגנונים משתווים ?‬ ‫ב‪ .‬מתי ‪ k1 > k2‬ומתי ‪? k2 > k1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪→C‬‬ ‫‪A + B ←‬‬ ‫‪k1‬‬ ‫‪ .2‬עבור התגובה ‪ A + B → P‬נתון המנגנון‪:‬‬ ‫‪k−1‬‬ ‫‪C → P‬‬ ‫‪k2‬‬ ‫כאשר השלב הראשון הוא שו"מ מהיר והשלב השני איטי‪.‬‬ ‫‪kcal‬‬ ‫נתון כי לשלב שו"מ‬ ‫‪mol‬‬ ‫‪. ∆E = −31‬‬ ‫אם מעלים את הטמפרטורה מ‪ 19°C -‬ל‪ , 70°C -‬המהירות הכוללת קטנה פי ‪.3‬‬ ‫א‪ .‬מהי אנרגיית השפעול הכוללת של התגובה ? מה משמעות התוצאה שקיבלתם ומתי ניתן לקבל‬ ‫תוצאה שכזו ?‬ ‫ב‪ .‬מהי אנרגיית השפעול של השלב האיטי ?‬ ‫‪kcal‬‬ ‫‪ .3‬לתגובה אלמנטרית מסדר שני ‪ , 2A → P‬אנרגית שפעול של‬ ‫‪mol‬‬ ‫‪. 48‬‬ ‫בטמפרטורה של ‪ , 550°C‬זמן מחצית החיים של התגובה הוא ‪ 10‬דקות‪ ,‬כאשר ‪. [ A]0 = 0.25M‬‬ ‫א‪ .‬באיזו טמפרטורה ישווה זמן מחצית החיים של הריאקציה לזה הנתון עבור ריכוז התחלתי של‬ ‫‪? [ A]0 = 2.5 ×10 −5‬‬ ‫ב‪ .‬מהו המקדם הפרה‪-‬אקספוננציאלי לתגובה ?‬ ‫כימיה פיסיקלית א' )‪ – (69163‬תרגול מס' ‪ :10‬תלות קבוע המהירות בטמפרטורה )משוואת ארהניוס(‬ ‫‪1‬‬ ‫סמסטר אביב‪ ,‬תשע"א )‪(2011‬‬ ‫מתרגלים‪ :‬רועי עשור ואמיר ונד‬ ‫החוג לכימיה‬ ‫המכון לכימיה‬ ‫ריאקציות אנדותרמיות‪/‬אקסותרמיות‪ ,‬פרופיל ריאקציה ואנרגיית אקטיבציה‬ ‫‪Ea,-1‬‬ ‫‪Ea,1‬‬ ‫‪Ea,1‬‬ ‫‪Ea,-1‬‬ ‫‪Svante Arrhenius‬‬ ‫השפעת קטליזטור‪/‬אנזים‬ ‫ריאקציות עם אנרגיית אקטיבציה שלילית‬ ‫‪E a ,exp‬‬ ‫‪  E − Ea ,−1 + Ea ,2  ‬‬ ‫‪k1k2 A1 A2‬‬ ‫=‬ ‫‪= Aexp e− RT‬‬ ‫‪exp  −  a ,1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪k− 1‬‬ ‫‪A−1‬‬ ‫‪RT‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪A1 A2‬‬ ‫=‬ ‫‪A−1‬‬ ‫= ‪Kexp‬‬ ‫‪Aexp‬‬ ‫‪Ea ,exp = Ea ,1 − Ea ,−1 + Ea ,2‬‬ ‫‪Ea ,exp = Ea,1 − Ea ,−1 + Ea ,2 > 0 Ea ,exp = Ea ,1 − Ea ,−1 + Ea ,2 < 0‬‬ ‫כימיה פיסיקלית א' )‪ – (69163‬תרגול מס' ‪ :10‬תלות קבוע המהירות בטמפרטורה )משוואת ארהניוס(‬ ‫‪2‬‬