Równanie Arrheniusa wiąże energię aktywacji i stałą szybkości, k, dla reakcji chemicznych. W równaniu Arrheniusa k = Ae^−E^a^/RT, R jest stałą gazu idealnego, która ma wartość 8,314 J/mol·K, T jest temperaturą w skali kelvina, E a jest energią _aktywacji w J/mol, e jest stałą 2,7183, a A jest stałą zwaną współczynnikiem częstotliwości, co jest związane z częstotliwością zderzeń i orientacją reagujących cząsteczek.

Równanie Arrheniusa można wykorzystać do obliczenia energii aktywacji reakcji na podstawie eksperymentalnych danych kinetycznych. Wygodnym podejściem do określania E_a dla reakcji jest pomiar k w dwóch lub więcej różnych temperaturach. Wykorzystuje zmodyfikowaną wersję równania Arrheniusa, która przyjmuje postać równania liniowego:

Wykres ln k w funkcji 1/T jest liniowy z nachyleniem równym −E_a/R i punktem przecięcia z osią y równym ln A.

Rozważ następującą reakcję:

Energię aktywacji tej reakcji można określić, jeśli zmiana stałej szybkości wraz z temperaturą jest znana z danych kinetycznych reakcji, jak pokazano.

Temperatura (K)	Stała szybkości (L/mol/s)
555	3.52 × 10^–7
575	1.22 × 10^–6
645	8.59 × 10^–5
700	1.16 × 10^–3
781	3.95 × 10^–2

Dostarczone dane można wykorzystać do wyprowadzenia wartości odwrotności temperatury (1/T) i logarytmu naturalnego k (ln k).

1/T (K^–1)	ln k
1.80 × 10^–3	–14.860
1.74 × 10^–3	–13.617
1.55 × 10^–3	–9.362
1.43 × 10^–3	–6,759
1.28 × 10^–3	–3.231

Po wykreśleniu pochodnych punktów danych za pomocą ln k w stosunku do 1/T generowany jest wykres liniowy przedstawiający liniową zależność między ln k a 1/T, jak pokazano.

Nachylenie linii, które odpowiada energii aktywacji, można oszacować przy użyciu dowolnych dwóch par danych doświadczalnych.

Alternatywne podejście do wyprowadzania energii aktywacji polega na wykorzystaniu stałej szybkości w dwóch różnych temperaturach. W tym podejściu równanie Arrheniusa jest przegrupowywane do wygodnej postaci dwupunktowej:

Po przegrupowaniu równania generowane jest wyrażenie dla energii aktywacji.

Podstawiając dowolne dwie pary danych i dokonując dalszych obliczeń, uzyskuje się wartość energii aktywacji w dżulach na mol lub kilodżulach na mol.

To alternatywne podejście dwupunktowe daje taki sam wynik, jak podejście graficzne. Jednak w praktyce podejście graficzne zazwyczaj zapewnia bardziej wiarygodne wyniki podczas pracy z rzeczywistymi danymi eksperymentalnymi.

Ten tekst jest adaptacją <a href=”https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/12-5-collision-theory”>Openstax, Chemia 2e, Sekcja 12.5: Teoria zderzeń.