طاقة تفعيل تفاعل ساعة اليود

يقوم العديد من طلاب الكيمياء في المدارس الثانوية والكليات المتقدمة بإجراء تجربة تُعرف باسم تفاعل "ساعة اليود" ، حيث يتم استخدام الهيدروجين يتفاعل البيروكسيد مع اليوديد لتكوين اليود ، ويتفاعل اليود لاحقًا مع أيون ثيوسلفات حتى يتم التخلص من الثيوسلفات. مستهلك. عند هذه النقطة ، تتحول حلول التفاعل إلى اللون الأزرق في وجود النشا. تساعد التجربة الطلاب على فهم أساسيات الخواص الحركية الكيميائية - السرعات التي تحدث بها التفاعلات.

تكون التفاعلات الكيميائية "مواتية" من الناحية الديناميكية الحرارية إذا كانت الطاقة الإجمالية للمنتجات أقل من الطاقة الإجمالية للمواد المتفاعلة. ومع ذلك ، يتطلب تكوين المنتجات أولاً تكسير الروابط في المواد المتفاعلة ، وتمثل الطاقة المطلوبة لكسرها حاجزًا للطاقة يُعرف باسم "طاقة التنشيط" أو Ea.

يتطلب تحديد طاقة التنشيط بيانات حركية ، أي معدل ثابت k للتفاعل المحدد في درجات حرارة مختلفة. يقوم الطالب بعد ذلك ببناء رسم بياني لـ ln k على المحور y و 1 / T على المحور x ، حيث T هي درجة الحرارة في كلفن. يجب أن تقع نقاط البيانات على طول خط مستقيم يساوي ميله (-Ea / R) ، حيث R هو ثابت الغاز المثالي.

مؤامرة (ln k) مقابل. (1 / T) لتفاعل ساعة اليود يجب أن يكشف عن منحدر يبلغ حوالي -6230. وهكذا ، (-Ea / R) = -6230. باستخدام ثابت غاز مثالي R = 8.314 J / K.mol يعطي Ea = 6800 * 8.314 = 51.800 جول / مول ، أو 51.8 كيلو جول / مول.