Definicija Arrheniusove jednadžbe
Miscelanea / / June 02, 2022
definicija pojma
Arrheniusova jednadžba je matematički prikaz koji se koristi za izražavanje ovisnosti kinetička konstanta kemijske reakcije s temperaturom na kojoj se to može izvesti reakcija.
Inženjer kemije
Ova je jednadžba modifikacija Van't Hoffove jednadžbe i temelji se na empirijskim podacima, odnosno iskustvima provedenim i proučavanim kako bi se pronašla korelacija koja najbolje odgovara. Njihova izraz sažeto je na:
Gdje je k kinetička konstanta reakcije, A je faktor frekvencije (konstanta koja uključuje učestalost sudara), Ea je Energija aktivacije (J/mol) potrebne za izvođenje reakcije, odnosno minimalne energije potrebne za postoje učinkoviti sudari između molekula, R (J/K.mol) je univerzalna plinska konstanta, a T je stvarna the temperatura reakcije.
Treba napomenuti da se vrijednost k, jedinstvena za danu temperaturu, može dobiti iz Zakon od brzina reakcije unaprijediti:
biti v the ubrzati reakcije, za reakciju tipa: A + B → C. Gdje su n i m redoslijed reakcija u odnosu na A i B.
Eksperimentalno se uočava da je brzina a kemijska reakcija raste s porastom temperature. U međuvremenu, konstanta brzine reakcije će se povećati s povećanjem temperature i smanjenjem energije aktivacije. Međutim, napominjemo da je ovisnost između konstante brzine reakcije i temperature eksponencijalno, međutim, mnogo puta ćemo vidjeti da je jednadžba modificirana u svoj logaritamski oblik, dakle linearizirano:
Ovaj model nam omogućuje da pronađemo linearnu regresiju gdje je os ordinate predstavljena s ln (k) dok je na apscisi (1/T), ima ln (A) kao ordinatu prema ishodištu i ln (A) kao nagib -Uho.
Primjenjivost
Prva i najčešća upotreba je određivanje konstante brzine kemijske reakcije i, Iz ove vrijednosti također je moguće (prema Zakonu o brzini) odrediti brzinu reakcija. U međuvremenu, Arrheniusova jednadžba je također korisna za poznavanje aktivacijske energije i promatranje ovisnosti između obje vrijednosti.
Na primjer, ako su vrijednosti konstanti brzine reakcije određene za različite temperature, iz nagiba krivulje ln (k) vs. (1/T) moguće je dobiti vrijednost aktivacijske energije reakcije.
*Ilustracija rada"Istraživanje Primjenjuje se na preradu minerala i hidrometalurgiju“, koju je 2015. objavio UadeC
Ovdje možete vidjeti gore podignutu linearizaciju.
Vrijednost aktivacijske energije daje nam ideju o tome kako brzina reagira na promjene temperature, tj. Visoka energija aktivacije odgovara brzini reakcije koja je vrlo osjetljiva na temperaturu (sa strmim nagibom), dok mala energija aktivacije odgovara brzini reakcije koja je relativno neosjetljiva na varijacije u temperatura.
S druge strane, ako Energija aktivacije i vrijednost konstante brzine reakcije na danom temperature, model omogućuje predviđanje brzine reakcije na drugoj danoj temperaturi, budući da za dva uvjeta drugačije imaš:
U drugim područjima, kao što su inženjerstvo materijala i namirnice, ova je jednadžba razvijena i implementirana u modele koji omogućuju predviđanje svojstava i ponašanja na temelju promjena u reakcijskim temperaturama.
Isto tako, ova se jednadžba koristi u području elektronike za proučavanje metal-hidridnih baterija i njihovog vijeka trajanja. Osim toga, ova je jednadžba razvijena za dobivanje koeficijenata difuzije, brzine puzanja i drugog toplinskog modeliranja.
Ograničenja
Najraširenije ograničenje ove jednadžbe je njezina primjenjivost samo u vodenim otopinama. Iako je modificiran za primjenu na krute tvari, u načelu je predložen za otopine čije je otapalo voda.
Isto tako, treba napomenuti da se radi o empirijskom modelu, a ne egzaktnom, temeljenom na višestrukim iskustvima i statističkim rezultatima.