Jump to content

сюжет Аррениуса

В химической кинетике отображает график Аррениуса константы скорости реакции ( логарифм , ось ординат ), построенная в зависимости от обратной температуры ( , абсцисса ). [1] Графики Аррениуса часто используются для анализа влияния температуры на скорость химических реакций. Для одного термически активированного процесса с ограниченной скоростью график Аррениуса представляет собой прямую линию, по которой энергию активации , так и предэкспоненциальный множитель можно определить как .

Уравнение Аррениуса можно представить в виде: где:

Единственная разница между двумя формами выражения — это величина, используемая для энергии активации: первая будет иметь единицу джоуль / моль , которая распространена в химии, а вторая будет иметь единицу джоуля и будет относиться к одной молекулярной реакции. событие, часто встречающееся в физике. Различные единицы учитываются либо с использованием газовой постоянной или постоянная Больцмана .

Если взять натуральный логарифм первого уравнения, получим:

При построении графика описанным выше способом значение точки пересечения оси y (при ) будет соответствовать , а наклон линии будет равен . Значения точки пересечения по оси Y и наклона можно определить по экспериментальным точкам с помощью простой линейной регрессии с помощью электронной таблицы .

Предэкспоненциальный фактор, , является эмпирической константой пропорциональности, которая оценивалась с помощью различных теорий, которые учитывают такие факторы, как частота столкновений между реагирующими частицами, их относительная ориентация и энтропия активации .

Выражение представляет собой долю молекул, присутствующих в газе, которые имеют энергию, равную или превышающую энергию активации при определенной температуре. Практически во всех практических случаях , так что эта доля очень мала и быстро увеличивается с увеличением . В результате константа скорости реакции быстро увеличивается с температурой , как показано на прямом графике против . (Математически при очень высоких температурах, так что , выровнялся бы и приблизился как предел, но в практических условиях этот случай не встречается.)

Рабочий пример

[ редактировать ]

Рассмотрим в качестве примера разложение диоксида азота на монооксид азота и молекулярный кислород :

2 НО 2 → 2 НО + О 2
Прямой сюжет: k против T
График Аррениуса: ln( k ) против 1/ T .

На основе красной «линии наилучшего соответствия», изображенной на графике выше:

Пусть y = ln(k [10 −4 см 3 моль −1 с −1 ])
Пусть x = 1/T [К]

Точки, считанные с графика:

у = 4,1 при х = 0,0015
у = 2,2 при х = 0,00165

Наклон красной линии = (4,1–2,2) / (0,0015–0,00165) = –12 667

Пересечение [ значение y в точке x = 0 ] красной линии = 4,1 + (0,0015 × 12667) = 23,1

Вставка этих значений в форму выше: дает:

График k = e^23,1 * e^(-12,667/T)

как показано на графике справа.

для:

  • к из 10 −4 см 3 моль −1 с −1
  • Т в К

Подставляя частное в показатель степени : где приблизительное значение R составляет 8,31446 Дж К. −1 моль −1

Тогда энергия активации этой реакции по этим данным составит:

E a = R × 12 667 К = 105 300 Дж моль −1 = 105,3 кДж моль −1 .

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «6.2.3.4: Закон Аррениуса – графики Аррениуса» . Химия LibreTexts . 02.10.2013 . Проверено 14 октября 2023 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c94efa61faee4db98b88b1e6748f1fa7__1712594460
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c9/a7/c94efa61faee4db98b88b1e6748f1fa7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Arrhenius plot - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)