WikiSort.ru - Не сортированное

Уравне́ние Арре́ниуса устанавливает зависимость константы скорости ${\displaystyle k}$ химической реакции от температуры ${\displaystyle T}$ .

Согласно простой модели столкновений, химическая реакция между двумя исходными веществами может происходить только в результате столкновения молекул этих веществ. Но не каждое столкновение ведёт к химической реакции. Необходимо преодолеть определённый энергетический барьер, чтобы молекулы начали друг с другом реагировать. То есть молекулы должны обладать некой минимальной энергией (энергия активации ${\displaystyle E_{A}}$ ), чтобы этот барьер преодолеть. Из распределения Больцмана для кинетической энергии молекул известно, что число молекул, обладающих энергией ${\displaystyle E>E_{A}}$ , пропорционально ${\displaystyle \exp {\left(-{\frac {E_{A}}{RT}}\right)}}$ . В результате скорость химической реакции представляется уравнением, которое было получено шведским химиком Сванте Аррениусом из термодинамических соображений:

${\displaystyle k=Ae^{{-E_{a}}/{RT}}.}$

Здесь предэкспоненциальный множитель (фактор частоты) ${\displaystyle A}$ характеризует частоту столкновений реагирующих молекул, ${\displaystyle R}$  — универсальная газовая постоянная.

В рамках теории активных соударений ${\displaystyle A}$ зависит от температуры, но эта зависимость достаточно медленная:

${\displaystyle A=a\cdot {\sqrt {T}}.}$

Оценки этого параметра показывают, что изменение температуры в диапазоне от 200 °C до 300 °C приводит к изменению частоты столкновений ${\displaystyle A}$ на 10 %.

В рамках теории активированного комплекса получаются другие зависимости ${\displaystyle A}$ от температуры, но во всех случаях более слабые, чем экспонента.

Уравнение Аррениуса стало одним из основных уравнений химической кинетики, а энергия активации — важной количественной характеристикой реакционной способности веществ.

См. также

• Уравнение Димрота-Рейнхардта
• Уравнение Лейдлера — Эйринга

Литература

• Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика. — М.: Мир, 2000. — 176 с.