アレニウスの式の定義
その他 / / June 02, 2022
コンセプトの定義
アレニウスの式は、の依存関係を表現するために使用される数学的表現です。 これを実行できる温度での化学反応の速度定数 反応。
化学技術者
この方程式は、ファントホッフ方程式の修正であり、経験的データ、つまり、最適な相関関係を見つけるために実行および調査された経験に基づいています。 彼らの 表現 要約されます:
ここで、kは反応の速度定数、Aは頻度因子(衝突の頻度を含む定数)、Eaは エネルギー 反応を実行するために必要な活性化の(J / mol)、つまり、 分子間に効果的な衝突があり、R(J / K.mol)は普遍的な気体定数であり、Tは実際の気体定数です。 the 温度 反応の。
与えられた温度に固有のkの値は、 法 の 反応速度 さらに遠く:
vであること 速度 タイプの反応の場合:A+B→C。 ここで、nとmは、AとBに関する反応次数です。
実験的に、 化学反応 温度の上昇とともに増加します。 一方、反応速度定数は、温度の上昇と活性化エネルギーの低下とともに増加します。 ただし、反応速度定数と温度の依存性は ただし、指数関数的であるため、方程式が対数形式に変更されることがよくあります。 線形化:
このモデルにより、縦軸がlnで表される線形回帰を見つけることができます。 (k)横座標(1 / T)にある間、原点に対して縦座標としてln(A)を持ち、勾配としてln(A)を持ちます -耳。
適用性
最初の最も一般的な使用法は、化学反応の速度定数の決定です。 この値から、(速度法によって)速度を決定することも可能です 反応。 一方、アレニウスの式は、活性化エネルギーを知り、両方の値の間の依存関係を観察するのにも役立ちます。
たとえば、反応速度定数の値がさまざまな温度で決定された場合、曲線ln(k)対の傾きから。 (1 / T)反応の活性化エネルギー値を求めることができます。
※作品イラスト」リサーチ 鉱業および湿式製錬に適用"、2015年にUAdeCによって公開されました
ここでは、上で上げられた線形化を見ることができます。
活性化エネルギーの値は、温度の変化に対して速度がどのように反応するか、つまり、 高い活性化エネルギーは、温度に非常に敏感な(急勾配の)反応速度に対応します。 一方、小さな活性化エネルギーは、変化に比較的鈍感な反応速度に対応します。 温度。
一方、活性化エネルギーと反応速度定数の値が与えられた場合 温度の場合、モデルでは、2つの条件の場合、別の特定の温度での反応速度を予測できます。 あなたが持っているものとは異なります:
材料工学や 食品、この方程式は、反応温度の変化から特性と挙動を予測できるモデルで開発および実装されています。
同様に、この方程式は、金属水素化物電池とその耐用年数の研究のために電子機器の分野で使用されます。 さらに、この方程式は、拡散係数、クリープ速度、およびその他の熱モデリングを取得するために開発されました。
制限事項
この方程式の最も一般的な制限は、水溶液にのみ適用できることです。 固体に適用するように変更されましたが、原則として、溶媒が水である溶液に提案されました。
同様に、これは経験的なモデルであり、複数の経験と統計結果に基づく正確なものではないことに注意してください。