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Costante specifica di una reazione del primo ordine

Esercizio sull calcolo della costante specifica di una reazione del primo ordine

Alla temperatura di 25°C, il valore della costante di velocità k per una reazione del primo ordine è 2,0 · 103 s-1 ; per la stessa reazione, il valore dell'energia di attivazione è 15,0 · 103 J/mol.

Determinare il valore della costante di velocità k alla temperatura di 75°C.

Svolgimento

Per una determinata reazione chimica, la seguente equazione

equazione arrhenius logaritmica

ci permette di calcolare il valore della costante cinetica k2 a una data temperatura nota la costante k1 ad un'altra temperatura e il valore dell'energia di attivazione Ea.

In essa:

k1 = costante specifica di velocità alla temperatura T1

k2 = costante specifica di velocità alla temperatura T2

Ea = energia di attivazione della reazione

R = costante universale dei gas

T1 e T2 = temperature assolute

Nel nostro caso:

k1 = 2,0 · 103 s-1

k2 = x

Ea = 15,0 · 103 J/mol

R = 8,314 J / (mol · K)

T1 = 25°C = 298 K

T2 = 75°C = 348 K

Sostituendo i valori nell'equazione precente, si ha che:

ln (2,0 · 103) - ln x = (15,0 · 103 / 8,314) · [(1/348) - (1/298)]

Risolvendo l'equazione si ha che:

7,60 - ln x = - 0,870

Da cui:

x = 4,77 · 103 s-1

Pertanto, la costante cinetica della reazione alla temperatura di 75°C (= 348 K) è 4,77 · 103 s-1.

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