Рівняння Арреніуса

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Рівня́ння Арре́ніуса — закон, що встановлює залежність константи швидкості хімічної реакції від температури .

Основне рівняння Арреніуса[ред. | ред. код]

Згідно з простою моделлю зіткнень хімічна реакція між двома вихідними речовинами може проходити тільки в результаті зіткнення молекул цих речовин. Але не кожне зіткнення призводить до хімічної реакції. Необхідно подолати певний енергетичний бар'єр, щоб молекули почали реагувати одна з одною. Тобто молекули повинні володіти певною мінімальною енергією (енергією активації ), щоб подолати цей бар'єр. З розподілу Больцмана для кінетичної енергії відомо, що число молекул, які мають енергію , пропорційно . В результаті швидкість хімічної реакції описується рівнянням, яке було отримане шведським хіміком Сванте Арреніусом (the Arrhenius form for ) [1] емпіричним шляхом:

,

де:

- предекспоненціальній (Pre-exponential) фактор (множник) реакції (який слабко залежить від температури);
- абсолютная температура (зазвичай в Кельвінах);
- універсальна газова постійна, J/molK;
- енергія активації, постійна даної реакції, J/molK;
- Excel EXP функія; [2]

Строго кажучи, залежить від температури, але ця залежність достатньо повільна:

Оцінки цього параметру показують, що зміна температури в діапазоні від 200 °C до 300 °C приводить до зміни частоти зіткнень на 10 %. [3]

Рівняння Арреніуса стало одним з основних рівнянь хімічної кінетики, а енергія активації — важлива характеристикою реакційної здатності речовин.

Модифіковане рівняння Арреніуса[ред. | ред. код]

Рівняння Арренiуса, в якому передекспонентний фактор пропорційний до Tn, де T термодинамічна температура, n — емпірична стала:

k= BTnexp(Ea/RT), де k — константа швидкості реакції, B — незалежна від температури стала, Ea — енергія активації, R — газова стала.

Арреніусівські параметри[ред. | ред. код]

Параметри, що розраховуються за рівнянням Арреніуса на основі даних залежності константи швидкості (коефіцієнта реакції, чи її швидкості) від температури: енергія активації та предекспонентний множник.

Див. також[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]

Джерела[ред. | ред. код]

  1. John H. Seinfeld, Spyros N. Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, 3rd Edition, Wiley, ISBN: 978-1-118-94740-1 Retrieved on 2021-02-14
  2. EXP function in Microsoft Excel Retrieved on 2021-02-13
  3. Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравномерная кинетика.-М.:Мир,2000.-176с.