아레니우스 식. 속도 상수의 온도 의존성 ★

아레니우스 식. 속도 상수의 온도 의존성

Arrhenius equation. The effect of temperature on reaction rate

 

아레니우스식으로 그래프 그리기

아레니우스식으로 기울기와 절편 구하기

 

 

 

 

▶ 속도 상수의 온도 의존성을 정량적으로(수식으로) 나타낸 식

 

 

 

 

▶ 반응 계(system)를 가열하면,

(1) 계를 구성하는 입자들의 운동 에너지 증가.

계속 가열하면, 결국에는 활성화에너지 이상으로 증가.

(2) 증가된 운동 에너지로 인해, 충돌 횟수 증가.

증가된 충돌 횟수만큼, 효과적인 충돌 증가.

---> 반응 속도 증가

( 참고: 충돌이론과 활성화에너지 https://ywpop.tistory.com/32 )

 

 

▶ 반응 속도는 온도가 10℃ 증가함에 따라 약 2배정도 빨라진다.

 

 

▶ k = Ae^(–Ea/RT)

---> 자주 충돌할수록(A), 활성화에너지가 낮을수록(Ea), 온도가 높을수록(T),

반응속도(k)는 증가한다. ( v ∝ k )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(k_2 / k_1) = Ea/R (1/T_1 – 1/T_2)

( R = 8.314 J/mol•K )

( R = 1.987 cal/mol•K )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7288 )

 

Ea = ln(k_2 / k_1) × R / (1/T_1 – 1/T_2)

 

 

 

 

ln(k_2 / k_1) = Ea/R (1/T_1 – 1/T_2)

ln(k_2 / k_1) = Ea/R [(T_2 – T_1) / (T_1 × T_2)]

Ea = ln(k_2 / k_1) × R × [(T_1 × T_2) / (T_2 – T_1)]

 

 

 

 

 

반응형

 

 

 

[예제] 활성화 에너지 결정.

여러 온도에서 메틸 이소니트릴의 재배열 반응(이성질체 전환 반응)

속도 상수를 측정한 실험 자료로부터, (a), (b)를 구하시오.

(a) 활성화 에너지

(b) 430 K (157℃)에서의 속도 상수

 

 

여러 온도에서의 메틸 아이소나이트릴의 자리 옮김 반응의 속도 상수

( 예제 https://ywpop.tistory.com/12494 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12772 ] 어떤 반응의 속도 상수가 100℃에서 1.1×10^(-9) L/mol이며, 300℃에서 1.2×10^(-7) L/mol일 때, 이 반응의 활성화 에너지와 200℃에서 속도 상수를 구하라.

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19842 ] 촉매 사용 반응의 활성화 에너지 계산. 37℃ 촉매 사용하였을 때 속도상수 2.50×10^3 배 증가

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/22381 ] 반응온도 25℃에서 35℃ 증가, 반응속도 2배. 활성화 에너지 계산

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4119 ] Arrhenius(아레니우스) 식. 속도 상수의 온도 의존성

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/12739 ] 화학 반응 속도론 목차

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2024/07/second-order-rate-constant.html ]

N2O 분자가 분해되어 질소 분자와 산소 원자로 되는 이차 반응의 속도 상수를 서로 다른 온도에서 측정한 결과는 다음과 같다. 이 반응의 활성화 에너지를 그래프를 이용해 구하라.

The second-order rate constant for the decomposition of nitrous oxide (N2O) into nitrogen molecule and oxygen atom has been measured at different temperatures: Determine graphically the activation energy for the reaction.

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470797 ]

2N2O5(g) → 2N2O4(g) + O2(g) 이 반응의 활성화 에너지를 그래프를 이용하여 결정하시오.

 

 

 

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