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온도가 27℃에서 37℃로 될 때 반응속도가 2배로 빨라진다면 활성화 … | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 3회차
온도가 27℃에서 37℃로 될 때 반응속도가 2배로 빨라진다면 활성화 에너지는 약 몇 cal/mol인가?
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해설

온도가 27℃에서 37℃로 오를 때 반응속도가 2배 빨라지는 조건에서 활성화 에너지를 아레니우스 식으로 구하면 약 12,810 cal/mol이다.

아레니우스 식으로부터 ln ⁣(k2k1)=EaR(1T11T2)\ln\!\left(\dfrac{k_2}{k_1}\right)=\dfrac{E_a}{R}\left(\dfrac{1}{T_1}-\dfrac{1}{T_2}\right)이며, 절대온도로 환산하면 T1=300 KT_1=300\ \mathrm{K}, T2=310 KT_2=310\ \mathrm{K}이다.

여기에 k2/k1=2k_2/k_1=2, R=1.987 cal/(molK)R=1.987\ \mathrm{cal/(mol\cdot K)}를 대입해 정리하면 Ea=ln2×R×T1T2T2T112,810 cal/molE_a=\dfrac{\ln2\times R\times T_1T_2}{T_2-T_1}\approx12{,}810\ \mathrm{cal/mol}이 된다.

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