Рівняння Арреніуса: відмінності між версіями
[перевірена версія] | [неперевірена версія] |
→Основне рівняння Арреніуса: поправлена формула і додані джерела |
|||
Рядок 2: | Рядок 2: | ||
== Основне рівняння Арреніуса == |
== Основне рівняння Арреніуса == |
||
Згідно з простою моделлю зіткнень хімічна реакція між двома вихідними речовинами може проходити тільки в результаті зіткнення [[молекула|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 <math>~E_A</math>), щоб подолати цей бар'єр. З [[Розподіл Больцмана|розподілу Больцмана]] для кінетичної енергії відомо, що число молекул, які мають енергію <math>~E>E_A</math>, пропорційно <math>~\exp{ \left( -\frac{E_A}{RT} \right)}</math>. В результаті швидкість хімічної реакції описується рівнянням, яке було отримане шведським хіміком [[Сванте Август Арреніус|Сванте Арреніусом]] емпіричним шляхом: |
Згідно з простою моделлю зіткнень хімічна реакція між двома вихідними речовинами може проходити тільки в результаті зіткнення [[молекула|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 <math>~E_A</math>), щоб подолати цей бар'єр. З [[Розподіл Больцмана|розподілу Больцмана]] для кінетичної енергії відомо, що число молекул, які мають енергію <math>~E>E_A</math>, пропорційно <math>~\exp{ \left( -\frac{E_A}{RT} \right)}</math>. В результаті швидкість хімічної реакції описується рівнянням, яке було отримане шведським хіміком [[Сванте Август Арреніус|Сванте Арреніусом]] (the Arrhenius form for <math>k</math>) <ref>[https://www.wiley.com/en-us/Atmospheric+Chemistry+and+Physics%3A+From+Air+Pollution+to+Climate+Change%2C+3rd+Edition-p-9781118947401 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</ref> емпіричним шляхом: |
||
: <math>~k=A \exp{ \left( -\frac{E_A}{RT} \right)}</math>, |
: <math>~k=A \exp{ \left( -\frac{E_A}{RT} \right)}</math>, |
||
: де <math>~A</math> характеризує частоту зіткнень реагуючих молекул, <math>~R</math> — [[газова стала|універсальна газова стала]]. |
|||
де: |
|||
: <math>A</math> - предекспоненціальній ([https://en.wikipedia.org/wiki/Pre-exponential_factor Pre-exponential]) фактор (множник) реакції (який слабко залежить від температури); |
|||
: <math>T</math> - абсолютная температура (зазвичай в Кельвінах); |
|||
: <math>R</math> - універсальна газова постійна, J/molK; |
|||
: <math>E_a</math> - енергія активації, постійна даної реакції, J/molK; |
|||
: <math>EXP</math> - Excel EXP функія; <ref>[https://support.microsoft.com/en-us/office/exp-function-c578f034-2c45-4c37-bc8c-329660a63abe EXP function in Microsoft Excel] Retrieved on 2021-02-13</ref> |
|||
Строго кажучи, <math>~A</math> залежить від температури, але ця залежність достатньо повільна: |
Строго кажучи, <math>~A</math> залежить від температури, але ця залежність достатньо повільна: |
||
: <math>A=a\cdot\sqrt{T}</math> |
: <math>A=a\cdot\sqrt{T}</math> |
||
Оцінки цього параметру показують, що зміна температури в діапазоні від 200 °C до 300 °C приводить до зміни частоти зіткнень <math>A</math> на 10 %. |
Оцінки цього параметру показують, що зміна температури в діапазоні від 200 °C до 300 °C приводить до зміни частоти зіткнень <math>A</math> на 10 %. <ref>Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравномерная кинетика.-М.:Мир,2000.-176с.</ref> |
||
Рівняння Арреніуса стало одним з основних рівнянь [[Хімічна кінетика|хімічної кінетики]], а [[енергія активації]] — важлива характеристикою реакційної здатності речовин. |
Рівняння Арреніуса стало одним з основних рівнянь [[Хімічна кінетика|хімічної кінетики]], а [[енергія активації]] — важлива характеристикою реакційної здатності речовин. |
Версія за 04:48, 14 лютого 2021
Рівня́ння Арре́ніуса — закон, що встановлює залежність константи швидкості хімічної реакції від температури .
Основне рівняння Арреніуса
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
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
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
Література
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
- Carbon Dioxide solubility in Polyethylene — Using Arrhenius equation for calculating species solubility in polymers
Це незавершена стаття з фізичної хімії. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
- ↑ 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
- ↑ EXP function in Microsoft Excel Retrieved on 2021-02-13
- ↑ Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравномерная кинетика.-М.:Мир,2000.-176с.