1。衝突理論と活性化エネルギー:
* 衝突: 分子が既存の結合を破り、新しい結合を形成するのに十分なエネルギーと衝突すると反応が起こります。
* 活性化エネルギー(EA): これは、分子が反応するために必要な最小エネルギーです。
* 温度の役割: より高い温度が分子の平均運動エネルギーを増加させ、次のようにします。
* より頻繁な衝突: 分子はより速く動き、より頻繁に衝突します。
* より高いエネルギー衝突: より多くの衝突には、活性化エネルギー障壁を克服するのに十分なエネルギーがあります。
2。 Arrhenius方程式:
この方程式は、温度と反応速度の関係を数学的に定量化します。
* k =a * exp(-ea/rt)
* k: レート定数(反応速度の尺度)
* a: 前表現係数(衝突頻度に関連する)
* ea: 活性化エネルギー
* r: 理想的なガス定数
* t: ケルビンの温度
3。反応順序への影響:
温度は反応順序(化学量論とメカニズムによって決定される)を直接変化させませんが、いくつかの方法で間接的に影響を与える可能性があります。
* より速いレート: より高い温度は一般に、より速い反応につながります。これにより、反応が速すぎて速度を正確に測定することができるため、反応順序を実験的に決定するのが難しくなります。
* シフト平衡: 可逆反応の場合、温度変化は平衡位置をシフトし、異なる温度で見かけの順序の変化につながる可能性があります。
* 競合する反応: 複数の反応が同時に発生した場合、温度はこれらの反応の相対速度に影響を与え、全体的な観察された反応順序に影響します。
4。例:
* N2O5の分解: この反応は一次です。温度を上げると速度が大幅に上昇しますが、順序は同じままです。
* エチレンの水素化: この反応は、触媒の表面飽和による高温ではゼロオーダーです。温度を下げると、表面の飽和度が低くなると、順序が変化する可能性があります。
要約:
温度は反応速度に影響を与える強力な要因です。反応順序自体を変更することはありませんが、衝突頻度、活性化エネルギー、および競合する反応の相対速度に対する影響を通じて、順序を測定および理解する方法に大きく影響する可能性があります。