アレニウスプロット

化学反応の速度は、温度変化に非常に敏感です。この温度依存性は、アレニウス方程式を使用して数学的に説明されます。これは、速度定数、絶対温度、周波数係数、および活性化エネルギーの関係を表します。

活性化エネルギーと周波数係数は、アレニウス方程式を非指数関数形式に変換することにより、グラフィカルに決定することもできます。

両側の自然対数を使用して、線形関数の方程式が生成されます。傾き値は、ガス定数に対する活性化エネルギーの負の値に対応し、y 切片は周波数係数の自然対数に対応します。

この方程式を使用して、アレニウスプロットと呼ばれるグラフを生成できます。このグラフでは、レート定数の自然対数がケルビン単位の温度の逆関数として表されます。

実験と反応の速度論的データは、このアレニウスプロットを使用して説明および分析できます。この例では、グラフは直線になります。ケルビンで与えられる傾き値は、R上の活性化エネルギーの負の値に等しく設定されます。気体定数の値を割り当て、活性化エネルギーを解くと、93.1 kJ/molの値が得られます。

また、26.8のy切片は、周波数係数の自然対数に等しくなります。したがって、A を解くと、1 オーバー モルリティ 秒 (レート定数と同じ単位) で 4.36 × 10¹¹ の値が得られます。

運動データが限られている場合やグラフィカルな表現が困難な場合は、アレニウス方程式の2点形式を利用して、非グラフィカルな方法で活性化エネルギーを計算できます。

このような場合、アレニウス方程式の非指数形式は、2つの異なる温度でのレート定数を含むように変更されます。

その後の式の減算と再配置により、アレニウス方程式の2点形式が得られ、2つの異なる温度で実験的に生成された速度定数から活性化エネルギーを計算するために使用されます。これらを代入すると、この反応の活性化エネルギーは145kJ/molと計算されます。