Более точно зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением Аррениуса. Уравнение Аррениуса в дифференциальной форме:
где kск константа скорости реакции
Т- температура
R – универсальная газовая постоянная: R=8,314 Дж/моль∙К
Еа - энергия активации.
Энергия активации - та избыточная энергия (по сравнению со средней энергией молекул), которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы быть способными к химической реакции (рис.)
Рис. Энергетический профиль реакции. Е 1 и Е 2 энергии активации прямой и обратной реакций. Δ U = U 2 – U 1 - тепловой эффект реакции. |
Активация вызывается повышением температуры, действием электрического поля, действием квантов света и т.д. Энергия активации Еа постоянна в данном температурном интервале и определяется механизмом реакции. Её можно определить графически по уравнению Аррениуса в линейной форме.
ln k = или к=к0е-(Ea/RT).
где k0 – предэкспоненциальный множитель.
В координатах ln k – 1/ T данное уравнение представляет собой прямую линию с угловым коэффициентом, равным
|
|
Определенный интеграл в интервале температур Т 1 ¸ Т 2 даёт следующее выражение:
.
Это уравнение дает возможность, зная энергию активации и константу скорости при одной температуре, определить константу скорости при другой температуре. Или же, зная величины констант скоростей при двух температурах, можно рассчитать значение энергии активации.
.