13.8
קצב התגובה הכימית רגיש ביותר לשינויים בטמפרטורה. התלות בטמפרטורה מוסברת מתמטית באמצעות משוואת ארניוס המביעה את הקשר בין קבוע הקצב, הטמפרטורה המוחלטת, מקדם התדירות ואנרגיית השפעול. ניתן למצוא את אנרגיית השפעול ואת מקדם התדירות גם באופן גרפי באמצעות המרת משוואת ארניוס לצורה שאינה מעריכית.
אם נפעיל את הלוגריתמים הטבעי על שני האגפים, נוצרת משוואה לפונקציה לינארית. ערך השיפוע תואם לערך השלילי של אנרגיית השפעול חלקי קבוע הגזים, והחיתוך עם ציר ה-Y תואם ללוגריתם הטבעי של מקדם התדירות. משוואה זו יכולה לשמש אותנו ביצירת גרף הנקרא גרף ארניוס, בו הלוגריתם הטבעי של קבוע הקצב מוצג כפונקציה של הערך ההופכי לטמפרטורות בקלווין.
נתונים קינטים מניסויים ותגובות. ניתנים להצגה ולניתוח באמצעות גרף ארניוס בדוגמה זו, הגרף מניב קו ישר. ערך השיפוע הנתון בקלווין מוצב כשווה לערך השלילי של אנרגיית השפעול חלקי R.אחרי שנציב ערך בקבוע הגזים ונפתור עבור אנרגיית השפעול, נקבל ערך של 93.1 קילוג'ול למול.
כמו כן, הערך שלנקודת החיתוך עם ציר ה-Y של 26.8 שווה ללוגריתם הטבעי של מקדם התדירות. וכך, אם נפתור עבור A נקבל ערך של 10¹¹×4.36 ביחידות של אחד חלקי מולריות שניות, אותה יחידה של קבוע הקצב. במקרה של מידע קינטי מוגבל או של קשיים בייצוג גרפי, ישנה גרסת שתי נקודות של משוואת אהרניוס בה ניתן להשתמש כדי לחשב את אנרגיית השפעול באופן שאינו גרפי.
במקרים אלה, הצורה הלא-מעריכית של משוואת ארניוס משתנה כך שתכיל את קבועי הקצב בשתי טמפרטורות שונות. צמצום אגפים וסידור מחדש של הביטוי מניב את התצורה הזו של משוואת ארניוס, בה משתמשים כדי לחשב את אנרגיית השפעול מתוך קבועי קצב נסיוניים בשתי טמפרטורות שונות. אם נציב את הערכים במשוואה, אנרגיית השפעול המתקבלת לתגובה זו היא 145 קילוג'ול למול.
משוואת ארניוס מתייחסת לאנרגיית ההפעלה וקבוע הקצב, k, לתגובות כימיות. במשוואת ארניוס, k = Ae−Ea/RT, R הוא קבוע הגז האידיאלי, בעל ערך של 8.314 J/mol·K, …
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.