활성화 에너지는 화학 반응이 진행되기 위해 공급 해야하는 에너지의 양입니다. 아래의 예제 문제는 다른 온도에서 반응 속도 상수로부터 반응의 활성화 에너지를 결정하는 방법을 보여줍니다.
활성화 에너지 문제
2 차 반응이 관찰되었다. 섭씨 3도에서의 반응 속도는 8.9 x 10 l/mol 및 섭씨 35도에서 7.1 x 10 l/mol 인 것으로 밝혀졌다. 이 반응의 활성화 에너지는 무엇입니까?
솔루션
활성화 에너지는 방정식을 사용하여 결정될 수 있습니다.
ln (k 2 /k 1 ) =e a /r x (1/t 1 -1/t 2 ))
어디
e a =J/mol에서 반응의 활성화 에너지
r =이상적인 가스 상수 =8.3145 J/K · mol
t 1 및 t 2 =절대 온도 (켈빈)
k 1 및 k 2 =t 1 의 반응 속도 상수 및 t 2
1 단계 : 섭씨도에서 켈빈으로 온도를 변환
t =도 섭씨 + 273.15
t 1 =3 + 273.15
t 1 =276.15 k
t 2 =35 + 273.15
t 2 =308.15 켈빈
2 단계 - e a 을 찾으십시오
ln (k 2 /k 1 ) =e a /r x (1/t 1 -1/t 2 )
ln (7.1 x 10/8.9 x 10) =e a /8.3145 J/K · mol X (1/276.15 k -1/308.15 k)
ln (7.98) =e a /8.3145 J/K · mol x 3.76 x 10 k
2.077 =e a (4.52 x 10 mol/j)
e a =4.59 x 10 j/mol
또는 kj/mol, (1000으로 나누기)
e a =45.9 kj/mol
답변 : 이 반응의 활성화 에너지는 4.59 x 10 J/mol 또는 45.9 kJ/mol입니다.
활성화 에너지를 찾기 위해 그래프를 사용하는 방법
반응의 활성화 에너지를 계산하는 또 다른 방법은 LN K (속도 상수) 대 1/t (켈빈의 온도의 역수)를 그래프하는 것입니다. 줄거리는 방정식으로 표현 된 직선을 형성합니다.
m =-e a /r
여기서 m은 선의 기울기이고, Ea는 활성화 에너지이고, R은 8.314 j/mol-K의 이상적인 가스 상수입니다. 섭씨 또는 화씨에서 온도를 측정 한 경우 1/T를 계산하고 그래프를 플로팅하기 전에 Kelvin으로 변환하는 것을 잊지 마십시오.
.반응 좌표와 반응 좌표에 대한 에너지의 플롯을 만들려면 반응물의 에너지와 생성물의 에너지 사이의 차이는 ΔH 일 것이며, 과도한 에너지 (생성물의 곡선의 일부)는 활성화 에너지가 될 것입니다.
대부분의 반응 속도는 온도에 따라 증가하지만 온도에 따라 반응 속도가 감소하는 경우가 있습니다. 이러한 반응은 부정적인 활성화 에너지를 갖는다. 따라서 활성화 에너지가 양수가 될 것으로 예상되지만, 부정적 일 수 있음을 알고 있어야합니다.
누가 활성화 에너지를 발견 했습니까?
스웨덴의 과학자 인 Svante Arrhenius는 1880 년에 "활성화 에너지"라는 용어를 제안하여 화학 반응물 세트가 제품을 상호 작용하고 형성하는 데 필요한 최소 에너지를 정의했습니다. 다이어그램에서 활성화 에너지는 두 개의 최소 에너지 지점 사이의 에너지 장벽의 높이로 그래프로 표시됩니다. 최소 점은 안정적인 반응물 및 제품의 에너지입니다.
촛불을 태우는 것과 같은 발열 반응조차도 에너지 입력이 필요합니다. 연소의 경우 조명이 일치하거나 극한 열이 반응을 시작합니다. 거기에서 반응에서 진화 한 열은 에너지를 자립하기 위해 에너지를 공급합니다.
