Arrhenius - studopediya
Nyilvánvaló, hogy a szemcsék közötti kölcsönhatások végezzük, amikor ütköznek; Azonban, az ütközések számát a molekulák igen nagy, és ha minden ütközés vezet kémiai kölcsönhatás részecskék, az összes reakciót folytatódtak gyakorlatilag azonnal. S. Arrhenius feltételezték, hogy a molekulák az ütközés lesz hatékony (azaz, hatására a reakció) csak akkor, ha az ütköző molekulák néhány tartalék energiát - az energia az aktiválás.
Az aktiválási energia a minimális energia, hogy kell-molekulák, hogy összeütközés vezethet egy kémiai reakció.
Tekintsük az utat néhány elemi reakció
Mivel a kémiai reakció a részecskék miatt a diszkontinuitás a régi kémiai kötések és a kialakulását új, úgy gondoljuk, hogy minden elemi reakció útján nem-stabil intermediert úgynevezett aktivált komplex:
A képződik az aktivált komplex mindig ráfordítást igényel egy bizonyos mennyiségű energiát, hogy az okozza, egyrészt, a taszítás az elektronikus héj és a magok szemcsék megközelítik, másrészt, hogy szükség van, hogy egy bizonyos térbeli konfigurációját az atomok az aktivált komplex és újraelosztását az elektronsűrűség. Így, az út a kezdeti állapotban a végső rendszert kell leküzdeni egyfajta energia gáton. Az aktiválási energia körülbelül egyenlő az átlagos energia meghaladja a aktivált komplex fölött az átlagos energia a reagensek. Nyilvánvaló, hogy ha az előre reakció exoterm, az aktiválási energia Ea a fordított reakció magasabb, mint az aktiválási energia EA közvetlen reakció. Az aktiválási energiák a forward és reverz reakciókat kapcsolódnak egymáshoz keresztül a változás a belső energia reakció során. A fentiekből is szemlélteti az energia diagramja a kémiai reakció (ábra. 2.5).
Ábra. 2.5 Energia diagram a kémiai reakció.
Eiskh - átlagos energia a részecskék a kiindulási anyagok,
Eprod - átlagos energia a részecskék a reakciótermékek
Mivel a hőmérséklet olyan intézkedés az átlagos kinetikus energia a részecskék, a hőmérséklet emelkedését növekedéséhez vezet a részecskék aránya, akiknek az energia egyenlő vagy nagyobb, mint az aktiválási energia, ami növekedéséhez vezet a reakciósebességi állandó (2.6 ábra):
Ábra. 2.6 Az energia a részecskék eloszlása
Itt, Ne / N - részecskék hányadát, amelyek egy energia E;
Ei - átlagos energiája a részecskék hőmérsékletét Ti (T1
Vegyünk egy termodinamikai kiadási kifejezés, amely leírja a függőség a reakció sebességi állandója a hőmérséklet és az aktiválási energia - Arrhenius egyenlet. Az egyenlet szerint isobar van't Hoff,
Mivel az egyensúlyi állandó az aránya a sebességi állandók a forward és reverz reakciókat átírható expresszió (II.31) az alábbiak szerint:
Bemutatjuk a változás entalpiája a reakció # 916; Hº, mint a különbség a két érték E1 és E2. kapjuk:
Itt C - állandó. Feltételezzük, hogy a C = 0, megkapjuk az Arrhenius-egyenlet, ahol az EA - aktiválási energia:
Miután határozatlan integrációja expresszió (II.35) megkapjuk az Arrhenius egyenlet integrál formában:
Ábra. 2.7 logaritmusa kémiai sebességi állandók
fordított reakció-hőmérséklet.
Itt egy - az integrálási állandót. Egyenletből (II.37) nem nehéz, hogy bemutassák a fizikai értelmében a pre-exponenciális faktor, amely egyenlő állandó sebességgel reakciót olyan hőmérsékleten, amely hajlamos a végtelenbe. Amint látható, a kifejezést (II.36), a logaritmusa az állandó lineárisan függ a reciproka a hőmérséklet aránya (2.7 ábra); EA érték aktiválási energia és a pre-exponenciális faktor napló lehet grafikusan határozzuk meg (meredeksége egy egyenes vonal az abszcissza és a lehallgatott az ordinátán vonal).
Ismerve az aktiválási energia a reakciót, és a sebességi állandót bármilyen hőmérsékleten T1. A Arrhenius egyenlet lehet számítani a sebességi állandók bármilyen hőmérsékleten T2: