एक रासायनिक अभिक्रिया 40°C पर 15 मिनट में 20% पूर्ण हो जाती है तथा 60°C पर 3 मिनट में पूर्ण हो जाती है, तो कितनी सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होगी?

Question

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This question was previously asked in

BPSC AE Paper 3 (General Studies) 10 Nov 2022 Official Paper

Answer 1

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अवधारणा:-

एक रासायनिक अभिक्रिया दी गई है जो 20% पूर्ण हो चुकी है:

अरहेनियस समीकरण का उपयोग:
\( k = A e^{-E_a / RT}\)

अरहेनियस समीकरण का लघुगणकीय रूप है:
\( ln(k2 / k1) = (E_a / R) (1/T1 - 1/T2)\)

व्याख्या:-

समय का उपयोग करके दर स्थिरांक अनुपात निर्धारित करने पर:
- k2 / k1 = 15 मिनट / 3 मिनट = 5
तापमान T1 = 313 K, T2 = 333 K का उपयोग करके:
- 1 / 313 - 1 / 333 = (333 - 313) / (313 x 333) ≈ 0.000192
अरहेनियस समीकरण में प्रतिस्थापित करें:
- \(ln(5) = (E_a / 1.987) x 0.000192\)
ln(5) ≈ 1.60944
\(E_a = (1.60944 / 0.000192) x 1.987 ≈ 16.4 kcal/mol\)

इसलिए, आवश्यक सक्रियण ऊर्जा 16.4 किलोकैलोरी है।