활성화 에너지 및 계산

정의

화학에서 활성화 에너지는 화학적 또는 물리적 변화를 겪을 수있는 조건으로 원자 또는 입자를 제조하는 데 필요한 에너지의 기본 척도이다. 활성화 에너지는 개시 또는 변화 상태 설정에서 원자 또는 입자 사이의 에너지 함량의 차이와 기본 배열에서 원자와 입자를 비교하는 것입니다. 활성화 에너지는 (EA)로 표시됩니다.

역사

스웨덴의 연구원 인 Svante Arrhenius는 1880 년에 많은 화합물 반응물이 물품을 협력하고 형성하는 데 필요한 기본 에너지를 특성화하기 위해“활성화 에너지”라는 표현을 제안했습니다. 개요에서, 활성화 에너지는 잠재적 에너지의 두 가지 최소 표시 사이의 에너지 장애의 키가 큰 것으로 다이어그링됩니다. 기본 초점은 꾸준한 반응물과 항목의 에너지입니다.

실제로, 발열 반응조차도 촛불을 섭취하는 것과 같은 에너지 입력이 필요합니다. 불이 붙은 성냥 또는 터무니없는 인기는 점화로 인해 반응을 시작합니다. 그 시점부터 인기는 응답에서 발전하여 에너지를 공급하여 자체 지원을 제공합니다.

EA는 활성화 에너지의 SI 단위를 의미합니다. 그것은 일반적으로 줄로 (j) 및 두더지 당 킬로 줄 (kj/mol) 또는 두더지 당 킬로 칼로리 (kcal/mol)에서 추정됩니다.

활성화 에너지에 영향을 미치는 요인

활성화 에너지는 두 변수에 의존합니다.

1. 반응물의 특성

이온 성 반응물 때문에, 반응 종 사이에 풀이 있기 때문에 (EA)의 값이 낮을 것이다. 공유 반응물 때문에, 더 확립 된 결합을 깨뜨리려면 에너지가 필요하기 때문에 EA의 가치가 높아질 것입니다.

2. 촉매의 영향

양의 촉매는 EA의 값이 낮을 수있는 대체 방법을 제공하는 반면, 음성 촉매는 EA의 값이 높은 대체 방식을 제공합니다.

활성화 에너지는 반응물의 온도, 압력, 부피, 고정 또는 계수에 의존하지 않습니다.

활성화 에너지 공식

활성화 에너지 공식은 확실히

입니다

k =ae -eart 또는 k =a - eart

여기서, 반응과 함께 작동하는 사전 전례 요소로 밝혀졌습니다. 또한, 반응은 거의 일정하다. 또한 반응은 온도에 의존합니다. 가스 상수는 r.

또한, T는 온도를 암시하는 반면 K는 반응 속도 상수를 암시한다. 가장 중요한 것은 Arrhenius에 의해 퓨즈가 발생한 세 가지 중요한 변수에 주목할 수 있습니다. 주요 요인은 입자가 전위를 포함하며 이는 반응에 중요하다는 것입니다. 또한 입자 인자간에 영향이 발생합니다. 마지막으로, 영향의 양은 일반적으로 적절한 방향의 요소를 갖습니다.

파생,

Arrhenius 조건의 전제는 영향 가설입니다. 이 가설에 의해 지시 된 바와 같이, 두 입자 (유사한 물질 또는 두 개의 독특한 물질) 사이의 충돌에서의 반응은 중간체를 형성한다. 이 중간 틀은 삐걱 거리는 소리가 흔들리며, 잠시 동안 존재합니다. 중간체 형성에 사용되는 에너지는 활성화 에너지로 알려져 있습니다.

현재 Arrhenius 조건의 양면에 서명하기 위해 반응이 변한다고 가정하면

LN은 자연적인 로그입니다. 품질은 로그 테이블에서 가져올 수 있습니다.

그래픽 묘사의 경우

우리 가이 조건과 직선 조건을 대조한다고 가정하면, 우리는

를 얻는다.

y =ln k

x =1/t

m =- ea/r

c =ln a.

이것은 부정적인 경사가있는 직선 다이어그램을 제공합니다.

온도의 영향

다이어그램에서 반응을 가정하면 온도와 속도가 일치한다고 추론합니다. 온도가 증가함에 따라 반응 속도도 마찬가지로 증가합니다. 온도에 따라 활성 에너지 증가. 이러한 방식으로, 동적 에너지를 가진 입자의 양은 온도를 증가시킬 때 활성화 에너지 증가보다 주목할 만하다. 이것은 활성화 에너지를 줄임으로써 일반적인 반응의 속도를 확대합니다.

온도가 10k의 변화에 대해서는 속도가 거의 두 배가됩니다

. 반응의 페이스가 K1과 K2 인 경우 T1과 T2에서 Arrhenius 조건을 어떻게 취하는가.

ln k1 =- ea/rt1+ ln a - - - - - (1)

ln k2 =- ea/rt2 + ln a - - - - - (2)

(2)

에서 (1) 공제

LN K2 - LN K1 =EA/RT1 - EA/RT2

ln k2/k1 =(ea/r) 1/t1-1/t2

ln 이상으로 로그로 변경;

로그 K2/K1 =(EA/2.303R) (T2-T1)/T1T2