Arrhenius ligningsdefinisjon

Candela Rocío Barbisan | jun. 2022
Kjemisk ingeniør

Denne ligningen er en modifikasjon av Van't Hoff-ligningen og er basert på empiriske data, det vil si erfaringer utført og studert for å finne den korrelasjonen som passer best. Deres uttrykk er oppsummert til:

Hvor k er den kinetiske konstanten for reaksjonen, A er frekvensfaktoren (en konstant som involverer frekvensen av kollisjoner), Ea er Energi av aktivering (J/ mol) som kreves for å utføre reaksjonen, det vil si minimumsenergien som er nødvendig for det er effektive kollisjoner mellom molekyler, R (J/K.mol) er den universelle gasskonstanten og T er den faktiske de temperatur av reaksjon.

Det skal bemerkes at verdien av k, unik for en gitt temperatur, kan fås fra Lov av reaksjonshastighet lengre:

å være v hastighet av reaksjon, for en reaksjon av typen: A + B → C. Der n og m er reaksjonsrekkefølgene med hensyn til A og B.

Eksperimentelt er det observert at hastigheten til a kjemisk reaksjon øker med økende temperatur. I mellomtiden vil reaksjonshastighetskonstanten øke med økende temperatur og avtagende aktiveringsenergi. Imidlertid bemerker vi at avhengigheten mellom reaksjonshastighetskonstanten og temperaturen er eksponentiell, men mange ganger vil vi se ligningen modifisert til sin logaritmiske form, altså linearisert:

Denne modellen lar oss finne en lineær regresjon der ordinataksen er representert av ln (k) mens du er på abscissen (1/T), med ln (A) som ordinat til origo og ln (A) som helning -Øre.

Anvendbarhet

Den første og mest vanlige bruken er bestemmelsen av hastighetskonstanten for den kjemiske reaksjonen og, Fra denne verdien er det også mulig (ved Speed ​​​​Law) å bestemme hastigheten på reaksjon. I mellomtiden er Arrhenius-ligningen også nyttig for å kjenne aktiveringsenergien og observere avhengigheten mellom begge verdiene.

For eksempel, hvis verdier av reaksjonshastighetskonstanter ble bestemt for forskjellige temperaturer, fra stigningen til kurven ln (k) vs. (1/T) er det mulig å oppnå aktiveringsenergiverdien for reaksjonen.

*Illustrasjon av arbeid"Undersøkelser Brukt til mineralforedling og hydrometallurgi", utgitt i 2015, av UAdeC

Her kan du se lineariseringen som er tatt opp ovenfor.

Verdien av aktiveringsenergien gir oss en ide om hvordan hastigheten reagerer med hensyn til endringer i temperaturen, det vil si en Høy aktiveringsenergi tilsvarer en reaksjonshastighet som er svært følsom for temperatur (med en bratt skråning), mens en liten aktiveringsenergi tilsvarer en reaksjonshastighet som er relativt ufølsom for variasjoner i temperatur.

På den annen side, hvis aktiveringsenergien og verdien av reaksjonshastigheten er konstant ved en gitt temperatur, tillater modellen å forutsi reaksjonshastigheten ved en annen gitt temperatur, siden for to forhold annerledes du har:

På andre felt, som materialteknikk og matvarer, har denne ligningen blitt utviklet og implementert i modeller som gjør det mulig å forutsi egenskaper og atferd ut fra endringer i reaksjonstemperaturer.

På samme måte brukes denne ligningen innen elektronikk for studiet av metallhydridbatterier og deres levetid. I tillegg ble denne ligningen utviklet for å oppnå diffusive koeffisienter, krypehastigheter og annen termisk modellering.

Begrensninger

Den mest utbredte begrensningen ved denne ligningen er dens anvendelighet bare i vandige løsninger. Selv om det ble modifisert for å brukes på faste stoffer, ble det i prinsippet foreslått for løsninger hvis løsningsmiddel er vann.

På samme måte bør det bemerkes at det er en empirisk modell og ikke eksakt, basert på flere erfaringer og statistiske resultater.