Arrhenius 방정식 정의

이 방정식은 Van't Hoff 방정식을 수정한 것으로 실증적 데이터, 즉 가장 잘 맞는 상관관계를 찾기 위해 수행되고 연구된 경험을 기반으로 합니다. 그들의 표현 요약됩니다:

여기서, k는 반응의 운동 상수, A는 주파수 인자(충돌 빈도를 포함하는 상수), Ea는 에너지 반응을 수행하는 데 필요한 활성화(J/mol)의 분자 사이에 효과적인 충돌이 있습니다. R(J/K.mol)은 보편적인 기체 상수이고 T는 실제 그만큼 온도 반응의.

주어진 온도에 대해 고유한 k 값은 다음에서 얻을 수 있습니다. 법 의 반응 속도 더 나아가:

인 v 속도 A + B → C 유형의 반응에 대한 반응. 여기서 n과 m은 A와 B에 대한 반응 차수입니다.

실험적으로, 속도가 화학 반응 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 한편, 반응 속도 상수는 온도가 증가하고 활성화 에너지가 감소함에 따라 증가합니다. 그러나 반응 속도 상수와 온도 사이의 의존성은 다음과 같습니다. 지수적이지만 여러 번 방정식이 로그 형식으로 수정되는 것을 볼 수 있으므로 선형화:

이 모델을 사용하면 세로축이 ln으로 표시되는 선형 회귀를 찾을 수 있습니다. (k) 가로 좌표(1/T)에 있는 동안 ln(A)을 원점에 대한 세로 좌표로, ln(A)을 기울기로 하여 -귀.

적용 가능성

첫 번째이자 가장 일반적인 용도는 화학 반응의 속도 상수를 결정하는 것이며, 이 값에서 속도 법칙에 따라 속도를 결정할 수도 있습니다. 반응. 한편, Arrhenius 방정식은 활성화 에너지를 알고 두 값 간의 의존성을 관찰하는 데에도 유용합니다.

예를 들어, 반응 속도 상수의 값이 다른 온도에 대해 결정된 경우 곡선의 기울기에서 ln(k) 대 (1/T) 반응의 활성화 에너지 값을 얻을 수 있습니다.

*작품 일러스트 "연구 광물 가공 및 습식 야금에 적용", UAdeC에서 2015년에 발표

여기에서 위에서 제기한 선형화를 볼 수 있습니다.

활성화 에너지의 값은 속도가 온도 변화, 즉, 높은 활성화 에너지는 온도에 매우 민감한 반응 속도에 해당하며(경사도 급경사), 반면에 작은 활성화 에너지는 반응 속도의 변화에 ​​상대적으로 둔감한 반응 속도에 해당합니다. 온도.

한편, Activation Energy와 주어진 반응속도의 값이 일정한 경우 온도, 모델은 두 가지 조건에 대해 주어진 다른 온도에서 반응 속도를 예측할 수 있습니다. 당신이 가진 다른:

재료공학과 같은 다른 분야에서 음식, 이 방정식은 반응 온도의 변화로부터 특성과 거동을 예측할 수 있는 모델에서 개발 및 구현되었습니다.

마찬가지로, 이 방정식은 금속 수소화물 배터리 및 수명 연구를 위해 전자 분야에서 사용됩니다. 또한, 이 방정식은 확산 계수, 크리프 속도 및 기타 열 모델링을 얻기 위해 개발되었습니다.

제한 사항

이 방정식의 가장 광범위한 한계는 수용액에만 적용할 수 있다는 것입니다. 고체에 적용할 수 있도록 수정하였지만, 원칙적으로는 용매가 물인 용액에 대하여 제안되었다.

마찬가지로 여러 경험과 통계적 결과를 바탕으로 한 실증적 모델이며 정확하지 않다는 점에 유의해야 합니다.