magic genie catalyst activation energy 70.0 kJ/mol 20.℃ 42.0 kJ/mol

magic genie catalyst activation energy 70.0 kJ/mol 20.℃ 42.0 kJ/mol

 

 

촉매를 사용하지 않을 때,

이 반응의 활성화 에너지는 70.0 kJ/mol이다.

촉매를 가해 주었을 때 (20.℃에서)

이 반응의 활성화 에너지는 42.0 kJ/mol이다.

이론적으로 촉매를 사용하지 않을 때의 반응 속도가

20.℃에서 촉매를 사용할 때의 반응 속도와 같도록 하려면

과산화 수소 용액을 몇 도(℃)로 가열해야 하는가?

 

 

A popular chemical demonstration is the “magic genie” procedure,

in which hydrogen peroxide decomposes to water and oxygen gas

with the aid of a catalyst.

The activation energy of this (uncatalyzed) reaction is 70.0 kJ/mol.

When the catalyst is added,

the activation energy (at 20.℃) is 42.0 kJ/mol.

Theoretically, to what temperature (℃) would one have to heat

the hydrogen peroxide solution

so that the rate of the uncatalyzed reaction is equal to

the rate of the catalyzed reaction at 20℃?

Assume the frequency factor A is constant,

and assume the initial concentrations are the same.

 

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아레니우스 식

k = Ae^(–Ea / RT)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7288 )

 

 

 

두 반응의 rate가 같으므로,

k_1 = k_2

 

Ae^(–Ea_1 / RT_1) = Ae^(–Ea_2 / RT_2)

 

 

Ea_1 / T_1 = Ea_2 / T_2

 

 

 

> Ea_1 = 70.0 kJ/mol for uncatalyzed reaction

> Ea_2 = 42.0 kJ/mol for catalyzed reaction

 

> T_1 = ? K for uncatalyzed reaction

> T_2 = 273 + 20. = 293 K for catalyzed reaction

 

 

 

Ea_1 / T_1 = Ea_2 / T_2

70.0 / T_2 = 42.0 / 293

 

T_2 = 70.0 / (42.0 / 293) = 488 K

 

488 – 273 = 215℃

 

 

 

답: 215℃

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19842 ] 촉매를 쓰지 않은 어떤 생화학 반응의 활성화 에너지는 50.0 kJ/mol이다. 37℃에서 촉매를 사용하였을 때 이 반응의 속도 상수는 촉매를 쓰지 않았을 때보다 2.50×10^3 배 증가한다.

 

 

 

[키워드] 촉매 활성화 에너지 기준문서, catalyst activation energy dic, 마법의 요정 기준문서, 마법의 요정 사전, catalyzed uncatalyzed dic