Arrēnija vienādojuma definīcija

Candela Rocío Barbisan | jūnijs 2022
Ķīmijas inženieris

Šis vienādojums ir Van't Hoff vienādojuma modifikācija, un tā pamatā ir empīriski dati, tas ir, pieredze, kas veikta un pētīta, lai atrastu vispiemērotāko korelāciju. Viņu izteiksme ir apkopots šādi:

Kur k ir reakcijas kinētiskā konstante, A ir biežuma koeficients (konstante, kas ietver sadursmju biežumu), Ea ir Enerģija aktivācijas (J/mol), kas nepieciešama reakcijas veikšanai, tas ir, minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai starp molekulām notiek efektīvas sadursmes, R (J/K.mol) ir universālā gāzes konstante un T ir faktiskā uz temperatūra reakcija.

Jāņem vērā, ka k vērtību, kas ir unikāla noteiktai temperatūrai, var iegūt no Likums no reakcijas ātrums tālāk:

esot v ātrumu reakcijas tipa reakcijai: A + B → C. Kur n un m ir reakcijas secības attiecībā pret A un B.

Eksperimentāli tiek novērots, ka ātrums a ķīmiskā reakcija palielinās, palielinoties temperatūrai. Tikmēr reakcijas ātruma konstante palielināsies, palielinoties temperatūrai un samazinoties aktivācijas enerģijai. Tomēr mēs atzīmējam, ka atkarība starp reakcijas ātruma konstanti un temperatūru ir eksponenciāls, tomēr daudzas reizes mēs redzēsim, ka vienādojums ir pārveidots tā logaritmiskajā formā, tāpēc linearizēts:

Šis modelis ļauj mums atrast lineāru regresiju, kur ordinātu asi attēlo ln (k) atrodoties uz abscisas (1/T), kur ln (A) ir ordināta no sākuma un ln (A) ir slīpums -Ea/R.

Piemērojamība

Pirmais un visizplatītākais lietojums ir ķīmiskās reakcijas ātruma konstantes noteikšana un No šīs vērtības ir iespējams arī (pēc ātruma likuma) noteikt ātrumu reakcija. Tikmēr Arrēnija vienādojums ir noderīgs arī, lai zinātu aktivizācijas enerģiju un novērotu atkarību starp abām vērtībām.

Piemēram, ja reakcijas ātruma konstantes tika noteiktas dažādām temperatūrām, no līknes slīpuma ln (k) vs. (1/T) iespējams iegūt reakcijas aktivācijas enerģijas vērtību.

*Darba ilustrācija"Pētījumi Piemērots minerālu pārstrādei un hidrometalurģijai", ko 2015. gadā publicēja UAdeC

Šeit jūs varat redzēt iepriekš minēto linearizāciju.

Aktivizācijas enerģijas vērtība sniedz priekšstatu par to, kā ātrums reaģē uz temperatūras izmaiņām, tas ir, Augsta aktivācijas enerģija atbilst reakcijas ātrumam, kas ir ļoti jutīgs pret temperatūru (ar stāvu slīpumu), tā kā neliela aktivizācijas enerģija atbilst reakcijas ātrumam, kas ir salīdzinoši nejutīgs pret izmaiņām temperatūra.

No otras puses, ja Aktivizācijas enerģija un reakcijas ātruma konstantes vērtība pie dotā temperatūras modelis ļauj prognozēt reakcijas ātrumu citā noteiktā temperatūrā, jo diviem apstākļiem tev ir savādāk:

Citās jomās, piemēram, materiālu inženierijā un pārtikas produktiem, šis vienādojums ir izstrādāts un ieviests modeļos, kas ļauj paredzēt īpašības un uzvedību no reakcijas temperatūras izmaiņām.

Tāpat šis vienādojums tiek izmantots elektronikas jomā, lai pētītu metāla hidrīda akumulatorus un to kalpošanas laiku. Turklāt šis vienādojums tika izstrādāts, lai iegūtu difūzijas koeficientus, šļūdes ātrumu un citu termisko modelēšanu.

Ierobežojumi

Šī vienādojuma visizplatītākais ierobežojums ir tā pielietojamība tikai ūdens šķīdumos. Lai gan tas tika pārveidots, lai to izmantotu cietām vielām, principā tas tika ierosināts šķīdumiem, kuru šķīdinātājs ir ūdens.

Tāpat jāatzīmē, ka tas ir empīrisks un neprecīzs modelis, kas balstīts uz vairākām pieredzēm un statistikas rezultātiem.