Fórmula de Arrhenius
Ecuación de Arrhenius: k=Ae-Ea/RT
La ecuación de Arrhenius (ecuación de Arrhenius) fue fundada por Arrhenius de Suecia. Fórmula empírica para la relación entre las constantes de velocidad de las reacciones químicas y la temperatura. La fórmula se escribe k=Aexp (forma exponencial). k es la constante de velocidad, R es la constante molar de los gases, T es la temperatura termodinámica, Ea es la energía de activación aparente y A es el factor preexponencial (también llamado factor de frecuencia).
También se utiliza habitualmente otra forma: lnk=lnA-Ea/RT (forma logarítmica). La gráfica Ink~1/T de datos experimentales basada en esta fórmula es una línea recta. La energía de activación aparente Ea se puede obtener de la pendiente y el factor preexponencial A se puede obtener de la intersección.
Derivando el logaritmo, podemos obtener: dlnk/dT=Ea/RTˇ2 (fórmula diferencial) Si la temperatura no cambia mucho, Ea se puede considerar como una constante. una integral definida, podemos obtener la fórmula diferencial a diferentes temperaturas La relación entre una constante de velocidad de reacción y su temperatura correspondiente. Por tanto, el factor preexponencial A se puede reducir: ln(k2/k1)=-Ea/R(1/T2-1/T1) (fórmula integral).
Ámbito de aplicación:
Cabe señalar que la premisa de la fórmula empírica de Arrhenius es que la energía de activación Ea se considera una constante independiente de la temperatura, y dentro de una determinada temperatura. rango, es consistente con el experimento Los resultados son consistentes, pero debido a un amplio rango de temperatura o una reacción más compleja, lnk y 1/T no son una buena línea recta.
Muestra que la energía de activación está relacionada con la temperatura, y la fórmula empírica de Arrhenius no es aplicable a algunas reacciones complejas. En el caso de un amplio rango de temperatura, alguien ha propuesto una ecuación modificada de tres parámetros para la corrección: k=A(T^m)exp(-E/RT) donde A, E y m se determinan experimentalmente.
La ecuación de tres parámetros se diferencia con respecto a T y luego se coloca en la fórmula diferencial de Arrhenius: Ea=E+mRT. Esta fórmula muestra la relación cuantitativa entre la energía de activación y la temperatura. El valor experimental general m es pequeño y cuando la temperatura no es demasiado alta, la fórmula empírica de Arrhenius todavía concuerda bien con los resultados experimentales.