Definicija Arrheniusove enačbe

Candela Rocío Barbisan | jun. 2022
Kemijski inženir

Ta enačba je modifikacija Van't Hoffove enačbe in temelji na empiričnih podatkih, to je izkušnjah, izvedenih in preučenih, da bi našli korelacijo, ki najbolj ustreza. Njihovo izražanje je povzeto na:

Kjer je k kinetična konstanta reakcije, A je frekvenčni faktor (konstanta, ki vključuje frekvenco trkov), Ea je Energija aktivacije (J/mol), ki je potrebna za izvedbo reakcije, to je najmanjša energija, potrebna za med molekulami prihaja do učinkovitih trkov, R (J/K.mol) je univerzalna plinska konstanta in T je dejanska the temperaturo reakcije.

Treba je opozoriti, da je vrednost k, edinstveno za dano temperaturo, mogoče dobiti iz zakon od hitrost reakcije dalje:

biti v hitrost reakcije, za reakcijo tipa: A + B → C. Kjer sta n in m vrstni red reakcij glede na A in B.

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je hitrost a kemijska reakcija narašča z naraščanjem temperature. Medtem se bo konstanta hitrosti reakcije povečala z naraščanjem temperature in zmanjševanjem aktivacijske energije. Vendar ugotavljamo, da je odvisnost med konstanto reakcijske hitrosti in temperaturo eksponentno pa bomo velikokrat videli, da je enačba spremenjena v logaritemsko obliko, torej linearizirano:

Ta model nam omogoča, da najdemo linearno regresijo, kjer je ordinatna os predstavljena z ln (k) medtem ko je na abscisi (1/T), ima ln (A) kot ordinato na izhodišče in ln (A) kot naklon -Uho.

Uporabnost

Prva in najpogostejša uporaba je določitev konstante hitrosti kemične reakcije in, Iz te vrednosti je mogoče (po zakonu o hitrosti) določiti tudi hitrost reakcija. Medtem je Arrheniusova enačba uporabna tudi za poznavanje aktivacijske energije in opazovanje odvisnosti med obema vrednostma.

Na primer, če bi bile vrednosti konstant reakcijske hitrosti določene za različne temperature, iz naklona krivulje ln (k) vs. (1/T) je mogoče dobiti vrednost aktivacijske energije reakcije.

*Ilustracija dela"Raziskave Uporablja se za predelavo mineralov in hidrometalurgijo", ki ga je leta 2015 objavil UadeC

Tukaj lahko vidite zgoraj omenjeno linearizacijo.

Vrednost aktivacijske energije nam daje predstavo o tem, kako se hitrost odziva na spremembe temperature, tj. Visoka aktivacijska energija ustreza reakcijski hitrosti, ki je zelo občutljiva na temperaturo (s strmim pobočjem), ker majhna aktivacijska energija ustreza reakcijski hitrosti, ki je relativno neobčutljiva na spremembe v temperaturo.

Po drugi strani pa, če sta aktivacijska energija in vrednost konstante reakcijske hitrosti pri dani temperaturo, model omogoča napovedovanje hitrosti reakcije pri drugi dani temperaturi, saj za dva pogoja drugačno imaš:

Na drugih področjih, kot so inženirstvo materialov in živila, je bila ta enačba razvita in implementirana v modele, ki omogočajo napovedovanje lastnosti in obnašanja glede na spremembe reakcijskih temperatur.

Prav tako se ta enačba uporablja na področju elektronike za preučevanje kovinsko-hidridnih baterij in njihove življenjske dobe. Poleg tega je bila ta enačba razvita za pridobivanje difuzijskih koeficientov, stopenj lezenja in drugega toplotnega modeliranja.

Omejitve

Najbolj razširjena omejitev te enačbe je njena uporabnost samo v vodnih raztopinah. Čeprav je bil spremenjen za uporabo na trdnih snoveh, je bil načeloma predlagan za raztopine, katerih topilo je voda.

Prav tako je treba opozoriti, da gre za empirični model in ne natančen, ki temelji na več izkušnjah in statističnih rezultatih.