Definice Arrheniovy rovnice

Tato rovnice je modifikací Van't Hoffovy rovnice a je založena na empirických datech, to znamená na zkušenostech provedených a studovaných za účelem nalezení korelace, která nejlépe odpovídá. Jejich výraz je shrnuto do:

Kde k je kinetická konstanta reakce, A je frekvenční faktor (konstanta zahrnující frekvenci srážek), Ea je Energie aktivace (J/mol) potřebné k provedení reakce, tj. minimální energie nutné pro mezi molekulami dochází k efektivním srážkám, R (J/ K.mol) je univerzální plynová konstanta a T je skutečná a teplota reakce.

Je třeba poznamenat, že hodnotu k, jedinečnou pro danou teplotu, lze získat z Zákon z rychlost reakce dále:

být v Rychlost reakce, pro reakci typu: A + B → C. Kde n a m jsou reakční řády vzhledem k A a B.

Experimentálně bylo pozorováno, že rychlost a

chemická reakce roste s rostoucí teplotou. Mezitím se rychlostní konstanta reakce bude zvyšovat s rostoucí teplotou a klesající aktivační energií. Poznamenáváme však, že závislost mezi konstantou reakční rychlosti a teplotou je exponenciální, ale mnohokrát uvidíme rovnici upravenou do logaritmického tvaru, takže linearizované:

Tento model nám umožňuje najít lineární regresi, kde pořadnicová osa je reprezentována ln (k) na úsečce (1/T), která má ln (A) jako pořadnici k počátku a ln (A) jako sklon -Ucho.

Použitelnost

První a nejčastější použití je stanovení rychlostní konstanty chemické reakce a, Z této hodnoty je také možné (podle zákona o rychlosti) určit rychlost reakce. Mezitím je Arrheniusova rovnice také užitečná pro poznání aktivační energie a sledování závislosti mezi oběma hodnotami.

Pokud byly například hodnoty konstant reakční rychlosti určeny pro různé teploty, ze sklonu křivky ln (k) vs. (1/T) je možné získat hodnotu aktivační energie reakce.

*Ilustrace práce"Výzkum Aplikováno na zpracování nerostů a hydrometalurgii“, vydané v roce 2015 UAdeC

Zde můžete vidět výše uvedenou linearizaci.

Hodnota aktivační energie nám dává představu o tom, jak rychlost reaguje na změny teploty, tj. Vysoká aktivační energie odpovídá rychlosti reakce, která je velmi citlivá na teplotu (se strmým sklonem), zatímco malá aktivační energie odpovídá rychlosti reakce, která je relativně necitlivá na změny v teplota.

Na druhou stranu, pokud je aktivační energie a hodnota reakční rychlosti konstantní při dané hodnotě teplotě, model umožňuje předpovídat rychlost reakce při jiné dané teplotě, protože pro dvě podmínky jiný máš:

V jiných oborech, jako je materiálové inženýrství a potravinyTato rovnice byla vyvinuta a implementována do modelů, které umožňují předpovídat vlastnosti a chování ze změn reakčních teplot.

Stejně tak se tato rovnice používá v oblasti elektroniky pro studium metalhydridových baterií a jejich životnosti. Kromě toho byla tato rovnice vyvinuta pro získání difuzních koeficientů, rychlostí dotvarování a dalšího tepelného modelování.

Omezení

Nejrozšířenějším omezením této rovnice je její použitelnost pouze ve vodných roztocích. Ačkoli byl upraven pro použití na pevné látky, v zásadě byl navržen pro roztoky, jejichž rozpouštědlem je voda.

Stejně tak je třeba poznamenat, že se jedná o empirický model a není přesný, založený na mnoha zkušenostech a statistických výsledcích.