Для решения данной задачи нам нужно использовать уравнение Вант-Хоффа:
\[ k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}} \]
Где:
- \( k \) - константа скорости реакции
- \( A \) - преэкспоненциальный множитель
- \( E_a \) - энергия активации
- \( R \) - универсальная газовая постоянная
- \( T \) - температура в Кельвинах
С увеличением температуры скорость реакции возрастает, и это изменение описывается уравнением Аррениуса. Поэтому, чтобы понять, как изменится скорость реакции при изменении температуры, мы можем использовать температурный коэффициент \( \alpha \):
\[ \alpha = \frac{dk/k}{dT} \]
Где:
- \( \alpha \) - температурный коэффициент
- \( dk \) - изменение скорости реакции
- \( k \) - исходная скорость реакции
- \( dT \) - изменение температуры
Для данной задачи у нас дано, что температурный коэффициент равен 4, температура понижается с 45°C до 20°C. Мы можем рассчитать изменение скорости реакции по формуле:
\[ \alpha = \frac{dk}{k} \]
\[ \alpha = \frac{ln(k_2/k_1)}{T_2 - T_1} \]
Подставим исходные данные:
\[ \alpha = \frac{ln(k_2/k_1)}{T_2 - T_1} = 4 \]
\[ \frac{ln(k_2/k_1)}{45 - 20} = 4 \]
\[ \ln(k_2/k_1) = 4 \cdot 25 \]
\[ \ln(k_2/k_1) = 100 \]
Таким образом, отношение скоростей реакции при 45°C и 20°C должно быть равным экспоненте 100:
\[ k_2 / k_1 = e^{100} \]
Далее, чтобы точно рассчитать, как изменится скорость реакции при понижении температуры, нужно знать исходные скорости реакции при 45°C и 20°C.