Definisi Persamaan Arrhenius

Candela Rocio Barbisan | Juni 2022
Insinyur kimia

Persamaan ini merupakan modifikasi dari persamaan Van't Hoff dan didasarkan pada data empiris, yaitu pengalaman yang dilakukan dan dipelajari untuk menemukan korelasi yang paling cocok. Milik mereka ekspresi diringkas menjadi:

Dimana, k adalah konstanta kinetika reaksi, A adalah faktor frekuensi (konstanta yang melibatkan frekuensi tumbukan), Ea adalah Energi aktivasi (J/ mol) yang diperlukan untuk melakukan reaksi, yaitu energi minimum yang diperlukan untuk ada tumbukan efektif antar molekul, R (J/ K.mol) adalah konstanta gas universal dan T adalah aktual itu suhu reaksi.

Perlu dicatat bahwa nilai k, unik untuk suhu tertentu, dapat diperoleh dari Hukum dari kecepatan reaksi lebih jauh:

menjadi v kecepatan reaksi, untuk jenis reaksi: A + B → C. Dimana n dan m adalah orde reaksi terhadap A dan B.

Secara eksperimental, diamati bahwa kecepatan reaksi kimia meningkat dengan meningkatnya suhu. Sementara itu, konstanta laju reaksi akan meningkat dengan meningkatnya suhu dan penurunan energi aktivasi. Namun, kami mencatat bahwa ketergantungan antara konstanta laju reaksi dan suhu adalah eksponensial, bagaimanapun, sering kali kita akan melihat persamaan dimodifikasi ke bentuk logaritmiknya, jadi linierisasi:

Model ini memungkinkan kita untuk menemukan regresi linier di mana sumbu ordinat diwakili oleh ln (k) pada absis (1/T), memiliki ln (A) sebagai ordinat titik asal dan ln (A) sebagai kemiringan -Telinga.

Penerapan

Penggunaan pertama dan paling umum adalah penentuan konstanta laju reaksi kimia dan, Dari nilai ini, dimungkinkan juga (dengan Hukum Kecepatan) untuk menentukan kecepatan reaksi. Sementara itu, Persamaan Arrhenius juga berguna untuk mengetahui Energi Aktivasi dan mengamati ketergantungan antara kedua nilai tersebut.

Misalnya, jika nilai konstanta laju reaksi ditentukan untuk suhu yang berbeda, dari kemiringan kurva ln (k) vs. (1/T) adalah mungkin untuk mendapatkan nilai energi aktivasi reaksi.

*ilustrasi pekerjaan"Riset Diterapkan untuk Pengolahan Mineral dan Hidrometalurgi", diterbitkan pada tahun 2015, oleh UAdeC

Di sini Anda dapat melihat linearisasi yang diangkat di atas.

Nilai Energi Aktivasi memberi kita gambaran tentang bagaimana kecepatan merespons terhadap perubahan suhu, yaitu, a Energi Aktivasi Tinggi sesuai dengan laju reaksi yang sangat sensitif terhadap suhu (dengan kemiringan yang curam), sedangkan, Energi Aktivasi kecil sesuai dengan laju reaksi yang relatif tidak sensitif terhadap variasi dalam suhu.

Di sisi lain, jika Energi Aktivasi dan nilai konstanta laju reaksi pada suatu suhu, model memungkinkan memprediksi laju reaksi pada suhu tertentu lainnya, karena untuk dua kondisi berbeda yang Anda miliki:

Di bidang lain, seperti teknik material dan makanan, Persamaan ini telah dikembangkan dan diimplementasikan dalam model yang memungkinkan sifat dan perilaku diprediksi dari perubahan suhu reaksi.

Demikian pula, Persamaan ini digunakan dalam bidang elektronik untuk mempelajari baterai hidrida logam dan masa pakainya. Selain itu, Persamaan ini dikembangkan untuk mendapatkan koefisien difusi, laju mulur dan pemodelan termal lainnya.

Keterbatasan

Keterbatasan paling luas dari Persamaan ini adalah penerapannya hanya dalam larutan berair. Meskipun dimodifikasi untuk diterapkan pada padatan, pada prinsipnya diusulkan untuk larutan yang pelarutnya adalah air.

Demikian juga, perlu dicatat bahwa ini adalah model empiris dan tidak eksak, berdasarkan berbagai pengalaman dan hasil statistik.