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温度の上昇が反応率を変えるのはなぜですか?

温度の上昇は、いくつかの重要な方法で反応速度に影響します。

1。運動エネルギーの増加:

* その他の衝突: 温度が高いということは、分子がより速く移動し、運動エネルギーをより多く持つことを意味します。これは、反応する分子間のより頻繁な衝突につながり、反応につながる衝突が成功する可能性を高めます。

* その他のエネルギー衝突: 分子はより頻繁に衝突するだけでなく、エネルギーが高いため、より大きな力と衝突します。これにより、衝突が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を持つ可能性が高まります。これは、反応が発生するのに必要な最小エネルギーです。

2。活性化エネルギー:

* 十分なエネルギーを持つ分子の割合が低い: 活性化エネルギーは、分子が反応するために乗り越える必要がある「こぶ」のようなものです。 温度が高いほど、活性化エネルギー自体は低下しませんが、それを克服するのに十分なエネルギーを持つ分子の割合が増加します。 これは、分子速度の分布がより高い温度でより高いエネルギーにシフトするためです。

3。分子配向:

* 好ましい方向: 十分なエネルギーがあっても、反応が発生するために特定の方向で衝突する必要があります。高い温度はこれに直接影響しませんが、衝突の数の増加とエネルギー的な衝突により、分子が少なくとも一度は適切な方向に衝突する可能性が高くなります。

arrhenius方程式:

温度と反応速度の関係は、アレニウス方程式によって定量化されます。

k =a * exp(-ea/rt)

どこ:

* kはレート定数です

* aは前表現係数です(衝突の頻度に関連しています)

* EAは活性化エネルギーです

* rは理想的なガス定数です

* tはケルビンの温度です

この方程式は、速度定数(したがって反応速度)が温度とともに指数関数的に増加することを示しています。

要約:

温度の上昇により、反応が高速化されます。

*衝突の頻度を増やします

*衝突をよりエネルギッシュにする

*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で分子の割合を増やす

これにより、反応速度が速くなります。

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