Здравствуйте, уважаемые читатели.
Одним из принципиальных отличий ДВИ МГУ от ЕГЭ является блок физхимии, включающий в себя , в том числе, задачи на уравнение Аррениуса. Некоторые разновидности этих задач: найти энергию активации, если известны константы скорости (или время протекания ) реакции при разных температурах ; найти неизвестную температуру, если известны скорости реакции и энергия активации. Теоретическая подоплека этих задач достаточно глубока. Осознанное их решение требует от ученика знания об энергии активации, методах ее определения, классификации реакций в зависимости от энергетического барьера, владения информацией о порядке реакции и его связи с константой скорости. Тем не менее, формальный алгоритм решения этих задач достаточно прост и основан на математических преобразованиях уравнения Аррениуса.
Ниже будут рассмотрены 4 задачи по физхимии, встречавшиеся в разное время в ДВИ МГУ.
Задача 1.
Сугубо познавательный интерес той задачи заключается, на мой взгляд, в количественном значении энергии активации ферментативной реакции. Полученное значение Еа доказывает, что - ферментативный гидролиз - быстрая реакция . Математические преобразования направлены на то, чтобы выразить Еа через известные величины.
Решение.
Задача 2.
Сущность расчетов в этой задаче - от сопоставления скоростей двух разных реакций перейти к сопоставлению их энергий активации. Полученный результат позволяет сделать вывод, что кислотный гидролиз- находится на границе между реакциями, протекающими со средней скоростью (которая может быть зафиксирована) и медленными реакциями (скорость которой практически невозможно измерить).
Решение.
Задача 3.
Задача также интересна, скорее, с познавательной стороны. Полученный результат показывает, что уменьшение энергетического барьера реакции примерно в 2 раза приводит к увеличению скорости реакции почти в 50 млн раз.
Решение.
Задача 4.
Особенностью этой задачи является использование в качестве кинетической характеристики реакции периода полураспада, т.е. времени реакции. По известным формулам (которые могут быть и выведены в ходе решения) от периодов полураспада переходим к константам скоростей. Далее, через алгебраические преобразования , находим Т2. Интерпретация ответа - судя по энергии активации , изомеризация вещества Z - реакция, протекающая со средней скоростью. Это подтверждают данные задачи: при снижении температуры от 343К до 309,7 К (на 33 градуса) скорость уменьшается в 14 раз.
Всего доброго!