Arrhenius Denklemi Hesaplayıcı

Arrhenius denklemi

Arrhenius denklemi, bir kimyasal reaksiyonun hız sabiti k’nin sıcaklığa nasıl bağlı olduğunu açıklar:

k = A · e^(−Ea / (R · T))

• A, üstel öncesi faktör (frekans faktörü); doğru yönlenmiş çarpışmaların ne sıklıkta gerçekleştiğiyle ilişkilidir. k ile aynı birimleri taşır.
• Ea, aktivasyon enerjisi, tepken moleküllerinin tepkimeye girmek için ihtiyaç duyduğu en az enerji. Burada kJ/mol cinsinden girilir ve hesaplayıcının içinde J/mol’e çevrilir (× 1000).
• R, evrensel gaz sabiti, 8,314 J/(mol·K).
• T, kelvin (K) cinsinden mutlak sıcaklık.

Üstel terim e^(−Ea / (R · T)), tepkimeye girecek kadar enerjiye sahip moleküllerin kesridir. Üs konumunda bulunduğundan, mütevazı sıcaklık artışları bile k’yi keskin biçimde yükseltebilir.

Çözümlü örnek

Bir reaksiyonun A = 1 × 10¹³ s⁻¹, Ea = 50 kJ/mol ve T = 298 K olduğunu varsayalım.

Önce çevirelim: Ea = 50 × 1000 = 50000 J/mol. O zaman üs −Ea / (R · T) = −50000 / (8,314 × 298) ≈ −20,18 olur. Böylece:

k = 1 × 10¹³ · e^(−20,18) ≈ 1,7 × 10⁵ s⁻¹

Sıcaklığı T = 308 K‘e çıkarın; üs ≈ −19,53 olur ve k ≈ 3,3 × 10⁵ s⁻¹ verir, yalnızca 10 K’lik artış için hızın kabaca iki katı, yani klasik «hız her 10 °C’de iki katına çıkar» pratik kuralı.

Sıcaklık k’yi nasıl değiştirir

Sık yapılan hatalar

• Enerji birimlerini karıştırmak. Ea burada kJ/mol cinsinden girilir, ama R J/mol·K cinsindendir, dolayısıyla değerin 1000 ile çarpılması gerekir. Bu araç bunu sizin için yapar, sadece kJ/mol girin.
• K yerine °C kullanmak. Sıcaklık mutlak olmalıdır. Çevirin: T(K) = T(°C) + 273,15. Celsius kullanmak anlamsız sonuç verir.
• A’nın sıcaklığa duyarlı olduğunu unutmak. Basit Arrhenius biçiminde A sabit kabul edilir; değiştirilmiş biçim k = A · Tⁿ · e^(−Ea / RT) onun hafif sıcaklık bağımlılığını hesaba katar.
• k’yi reaksiyonlar arasında körü körüne karşılaştırmak. k’nin (ve A’nın) birimleri reaksiyon mertebesine bağlıdır; bu nedenle birinci mertebeden bir k (s⁻¹), ikinci mertebeden bir k (M⁻¹·s⁻¹) ile doğrudan karşılaştırılamaz.