아레니우스식. 속도상수와 활성화에너지. 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론)

아레니우스식. 속도상수와 활성화에너지. 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론)

 

 

폴리테트라플루오로에틸렌(테플론)은 500℃ 이상으로 가열할 때 분해된다.

분해 속도 상수는 530℃에서 2.60×10^-4 s^-1 이고,

620℃에서 9.45×10^-3 s^-1 이다.

a) 활성화 에너지(kJ/mol)는 얼마인가?

b) 580℃에서 이 물질의 반감기는 얼마인가?

 

---------------------------------------------------

 

a)

ln(k_2 / k_1) = Ea/R (1/T_1 – 1/T_2)

R = 8.314 J/mol•K

( Arrhenius 식 설명 https://ywpop.tistory.com/4119 )

 

T_1 = 530℃ = 803 K, k_1 = 2.60×10^(-4) s^-1

T_2 = 620℃ = 893 K, k_2 = 9.45×10^(-3) s^-1

 

Ea = [ ln(k_2 / k_1) * R ] / [ (1/T_1 – 1/T_2) ]

= [ ln( (9.45×10^(-3)) / (2.60×10^(-4)) ) * 8.314 ] / [ (1/803) - (1/893) ]

= 238013.95 J/mol = 238 kJ/mol

 

 

b)

580℃ = 853 K에서 속도 상수를 계산하면,

T_1 = 803 K, k_1 = 2.60×10^(-4) s^-1

T_2 = 853 K. k_2 = ?

 

ln(k_2 / k_1) = Ea/R (1/T_1 – 1/T_2)

ln(? / 2.60×10^(-4)) = 238013.95/8.314 (1/803 – 1/853)

ln(? / 2.60×10^(-4)) = 2.08977

? = e^(2.08977) × (2.60×10^(-4)) = 0.002102 = 2.10×10^(-3) s^-1

 

1차 반응의 반감기는 ln2/k 이므로,

(ln(2)) / (2.10×10^(-3) s^-1) = 330 s

 

 

답: a) 238 kJ/mol, b) 330 s

 

 

 

[키워드] 아레니우스식 기준문서, 속도상수의 온도의존성 기준문서, 속도상수와 활성화에너지 기준문서