Arrhenius ligningsdefinition

Denne ligning er en modifikation af Van't Hoff-ligningen og er baseret på empiriske data, det vil sige erfaringer udført og undersøgt for at finde den sammenhæng, der passer bedst. Deres udtryk er opsummeret til:

Hvor k er reaktionens kinetiske konstant, A er frekvensfaktoren (en konstant, der involverer frekvensen af ​​kollisioner), Ea er Energi aktivering (J/ mol), der kræves for at udføre reaktionen, det vil sige den minimale energi, der er nødvendig for der er effektive kollisioner mellem molekyler, R (J/K.mol) er den universelle gaskonstant og T er den faktiske det temperatur af reaktion.

Det skal bemærkes, at værdien af ​​k, unik for en given temperatur, kan fås fra Lov af reaktionshastighed yderligere:

være v den hastighed

reaktion, for en reaktion af typen: A + B → C. Hvor n og m er reaktionsrækkefølgerne i forhold til A og B.

Eksperimentelt observeres det, at hastigheden af ​​en kemisk reaktion stiger med stigende temperatur. I mellemtiden vil reaktionshastighedskonstanten stige med stigende temperatur og faldende aktiveringsenergi. Vi bemærker dog, at afhængigheden mellem reaktionshastighedskonstanten og temperaturen er eksponentiel, men mange gange vil vi se ligningen ændret til sin logaritmiske form, så lineariseret:

Denne model giver os mulighed for at finde en lineær regression, hvor ordinataksen er repræsenteret af ln (k) mens den er på abscissen (1/T), med ln (A) som ordinat til oprindelsen og ln (A) som hældning -Øre.

Anvendelighed

Den første og mest almindelige anvendelse er bestemmelsen af ​​hastighedskonstanten for den kemiske reaktion og, Ud fra denne værdi er det også muligt (ved hastighedsloven) at bestemme hastigheden af reaktion. I mellemtiden er Arrhenius-ligningen også nyttig til at kende aktiveringsenergien og observere afhængigheden mellem begge værdier.

For eksempel, hvis værdier af reaktionshastighedskonstanter blev bestemt for forskellige temperaturer, fra hældningen af ​​kurven ln (k) vs. (1/T) er det muligt at opnå aktiveringsenergiværdien for reaktionen.

*Illustration af arbejdet"Forskning Anvendes til mineralforarbejdning og hydrometallurgi", udgivet i 2015 af UAdeC

Her kan du se lineariseringen rejst ovenfor.

Værdien af ​​aktiveringsenergien giver os en idé om, hvordan hastigheden reagerer med hensyn til ændringer i temperatur, dvs. Høj aktiveringsenergi svarer til en reaktionshastighed, der er meget temperaturfølsom (med en stejl hældning), hvorimod en lille aktiveringsenergi svarer til en reaktionshastighed, der er relativt ufølsom over for variationer i temperatur.

På den anden side, hvis aktiveringsenergien og værdien af ​​reaktionshastigheden er konstant ved en given temperatur, giver modellen mulighed for at forudsige reaktionshastigheden ved en anden given temperatur, da for to betingelser forskellige du har:

På andre områder, såsom materialeteknik og fødevarer, er denne ligning blevet udviklet og implementeret i modeller, der gør det muligt at forudsige egenskaber og adfærd ud fra ændringer i reaktionstemperaturer.

Ligeledes bruges denne ligning inden for elektronik til undersøgelse af metalhydridbatterier og deres levetid. Derudover blev denne ligning udviklet til at opnå diffusive koefficienter, krybehastigheder og anden termisk modellering.

Begrænsninger

Den mest udbredte begrænsning af denne ligning er dens anvendelighed kun i vandige opløsninger. Selvom det blev modificeret til at blive anvendt på faste stoffer, blev det i princippet foreslået til opløsninger, hvis opløsningsmiddel er vand.

Ligeledes skal det bemærkes, at det er en empirisk model og ikke eksakt, baseret på flere erfaringer og statistiske resultater.