Чому важливо дослідити вплив температури на швидкість хімічних реакцій

Температура помітно впливає на складні біологічні та хімічні процеси, що протікають в рослинах і організмах тварин. Як приклад вкажемо на вплив температури на швидкість дихання, що має важливе значення у медицині. Під час деяких хірургічних операцій тіло пацієнта піддають охолодженню, щоб уповільнити перебіг метаболічних процесів, знизити швидкість циркуляції крові та частоту дихання.

Оптимальна ефективність багатьох технологічних хімічних процесів також залежить від температури. Як приклад вкажемо на другу стадію контактного процесу одержання сірчаної кислоти (див. Розд. 7.2)

2SO2 (р.) + O2 (р.) =. 2SO3 (р.),

Оскільки ця екзотермічна реакція, вихід триоксиду сірки можна підвищити, знижуючи температуру. Однак зниження температури призводить до уповільнення процесу. Тому необхідно знайти оптимальний баланс між виходом та швидкістю реакції. Це досягається шляхом проведення даної стадії процесу при температурі від 450 до 500 0C та використанні каталізатора - оксиду ванадію (V).

чому

При проведенні деяких операцій на серці та нейрохірургічних операцій пацієнтів піддають охолодженню, щоб знизити швидкість перебігу в організмі метаболічних процесів. Швидкість розкладання харчових продуктів уповільнюється при їх охолодженні та заморожуванні.

Температура впливає як швидкість хімічних реакцій; вона може впливати і шлях протікання реакції. Наприклад, при нагріванні нітрату амонію не вище 200 0C відбувається наступна реакція, яка протікає з помірною швидкістю

NH4NO3(TB.) = N2O (р.) + 2H2O (р.)

Ця реакція часто використовується для отримання N2O в лабораторнихумовах. Однак, якщо нагрівати нітрат амонію до високих температур у замкнутому обсязі, відбувається наступна вибухова реакція

важливо

2NH4NO3 (тв.) = 2N2 (р.) + 4H2O (р.) + O2 (р.)

Таким чином, термічне розкладання нітрату амонію може протікати, залежно від температури, двома різними шляхами. У наступному розділі буде показано, як експериментальне визначення швидкостей реакції дозволяє передбачити шлях протікання хімічної реакції.