某工厂生产了一种摄像影色印纸,要求这种纸的性能在温度为24℃、湿度为60%并见光的条件下能持续100年。因为承担这种实验的化学家不能等到100年后观察实验结果,他们采用了加速老化的方法,并画出了ln{t}(时间)~1/T的关系图,外推到100年时,得到相应的观察结果。
问答题
假定温度每升高10℃,老化速率增大了3倍,当反应时间减少到小于1年,估计加速老化实验的温度应当是多少。
【正确答案】根据题意可知,温度每升高10℃,老化速率则增大3倍,即老化时间缩短为原来的1/3,故可以得到温度与老化时间的关系,如下表所示。 根据上述的数据画出lnt~1/T的关系图(如下图),得到一条直线。 当t=1a时,lnt=0,则1/T=2.95×10-3K-1, 解得T=339K,即66℃。
【答案解析】
问答题
说明化学家们为什么采用lnt~1/T关系图,而不用t~T关系图外推。
【正确答案】温度变化对反应速率的影响主要表现在对反应数率常数k的影响。在本实验中,温度升高,反应数率常数k增大,反应时间t缩短;由阿伦尼乌斯方程得到lnt~1/T呈线性关系,对数据处理比较简单。
【答案解析】