Tracés d'Arrhenius

La vitesse d'une réaction chimique est très sensible aux changements en température. Cette dépendance à la température est mathématiquement expliquée en utilisant l'équation d'Arrhenius;ce qui exprime la relation entre la vitesse constante, la température absolue, le facteur de fréquence et l'énergie d'activation. L'énergie d'activation et le facteur de fréquence peuvent également être déterminé graphiquement en convertissant l'équation d'Arrhenius sous une forme non exponentielle.

En utilisant les logarithmes naturels des deux côtés, une équation pour une fonction linéaire est générée. La valeur de la pente correspond à la valeur négative d'énergie d'activation par rapport à la constante de gaz, et l'ordonnée à l'origine correspond au logarithme naturel du facteur de fréquence. Cette équation peut être utilisée pour générer un graphe appelé le graphe d'Arrhenius, dans lequel le logarithme naturel du taux constante est notée en fonction de l'inverse de la température en kelvin.

Données cinétiques d'expérimentations et de réactions peuvent être illustrées et analysées à l'aide de ce graphique d'Arrhenius. Dans cet exemple, le graphe donne une ligne droite. La valeur de pente donnée en kelvin est réglé égal à la valeur négative de l'énergie d'activation sur R.Après avoir attribué la valeur de la constante de gaz et la résolution de l'énergie d'activation, une valeur de 93, 1 kilojoules par mole est obtenue.

De plus, l'ordonnée à l'origine de 26, 8 est égal au logarithme naturel du facteur de fréquence. Ainsi, la résolution de A donne la valeur de 4, 36 10¹¹ avec l'unité une sur la molarité-secondes la même unité que la constante de vitesse. En cas de données cinétiques limitées ou de difficultés avec représentation graphique, une forme en deux points de l'équation d'Arrhenius peut être utilisée pour calculer l'énergie d'activation de manière non graphique.

Dans de tels cas, la forme non exponentielle de l'équation d'Arrhenius est modifiée pour inclure des constantes de vitesse à deux températures différentes. Soustraction et réarrangement ultérieurs de l'expression donnent la forme à deux points de l'équation d'Arrhenius, qui est utilisé pour calculer l'énergie d'activation de constantes de taux générées expérimentalement à deux températures différentes. En substituant les valeurs, l'énergie d'activation pour cette réaction est calculée à 145 kilojoules par mole.