Определение на уравнението на Арениус

Това уравнение е модификация на уравнението на Van't Hoff и се основава на емпирични данни, тоест опит, извършен и проучен, за да се намери корелацията, която най-добре отговаря. Техен изразяване се обобщава до:

Където k е кинетичната константа на реакцията, A е честотният фактор (константа, включваща честотата на сблъсъците), Ea е Енергия на активация (J/mol), необходима за осъществяване на реакцията, тоест минималната енергия, необходима за има ефективни сблъсъци между молекули, R (J/K.mol) е универсалната газова константа и T е действителната на температура на реакция.

Трябва да се отбележи, че стойността на k, уникална за дадена температура, може да се получи от закон на скорост на реакция още:

е срещу скорост на реакция, за реакция от тип: A + B → C. Където n и m са редовете на реакцията по отношение на A и B.

Експериментално се наблюдава, че скоростта на a химическа реакция нараства с повишаване на температурата. Междувременно константата на скоростта на реакцията ще се увеличава с повишаване на температурата и намаляване на енергията на активиране. Въпреки това, ние отбелязваме, че зависимостта между константата на скоростта на реакцията и температурата е експоненциално обаче много пъти ще видим уравнението модифицирано до неговата логаритмична форма, така че линеаризирано:

Този модел ни позволява да намерим линейна регресия, където ординатната ос е представена с ln (k) докато е на абсцисата (1/T), с ln (A) като ордината на началото и ln (A) като наклон -Ухо.

Приложимост

Първата и най-често използвана е определянето на константата на скоростта на химическата реакция и, От тази стойност също е възможно (чрез Закона за скоростта) да се определи скоростта на реакция. Междувременно уравнението на Арениус е полезно и за познаване на енергията на активиране и за наблюдение на зависимостта между двете стойности.

Например, ако стойностите на константите на скоростта на реакцията са определени за различни температури, от наклона на кривата ln (k) vs. (1/T) е възможно да се получи стойността на енергията на активиране на реакцията.

*Илюстрация на работа"Изследвания Прилага се в преработката на минерали и хидрометалургията“, публикувана през 2015 г. от UadeC

Тук можете да видите линеаризацията, повдигната по-горе.

Стойността на енергията на активиране ни дава представа за това как скоростта реагира по отношение на промените в температурата, т.е. Високата енергия на активиране съответства на скорост на реакция, която е много чувствителна към температура (със стръмен наклон), като има предвид, че малка енергия на активиране съответства на скорост на реакция, която е относително нечувствителна към вариациите в температура.

От друга страна, ако енергията на активиране и стойността на константата на скоростта на реакцията при дадена температура, моделът позволява да се предвиди скоростта на реакцията при друга дадена температура, тъй като за две условия различно имаш:

В други области, като материално инженерство и храни, това уравнение е разработено и внедрено в модели, които позволяват да се предскажат свойства и поведение от промени в температурите на реакцията.

По същия начин това уравнение се използва в областта на електрониката за изследване на метал-хидридни батерии и техния експлоатационен живот. В допълнение, това уравнение е разработено за получаване на коефициенти на дифузия, скорости на пълзене и друго термично моделиране.

Ограничения

Най-разпространеното ограничение на това уравнение е неговата приложимост само във водни разтвори. Въпреки че беше модифициран, за да се прилага към твърди вещества, по принцип той беше предложен за разтвори, чийто разтворител е вода.

По същия начин трябва да се отбележи, че това е емпиричен модел, а не точен, базиран на множество опит и статистически резултати.