Arrhenius plot

Este artigo não cita nenhuma fonte. Por favor, ajude a melhorar este artigo, adicionando citações a fontes confiáveis. O material não proveniente de fontes pode ser desafiado e removido.
Pesquisar fontes: “Traçado Arrhenius” – notícias – jornais – livros – estudioso – JSTOR (Junho 2020) (Aprenda como e quando remover esta mensagem modelo)

Na cinética química, um traçado Arrhenius exibe o logaritmo de uma constante de taxa de reação, ( ln ( k ) {\displaystyle \ln(k)} \ln(k), eixo das ordenadas) plotado contra o recíproco da temperatura ( 1 / T {\displaystyle 1/T} 1/T, abscissa). Os gráficos de Arrhenius são frequentemente utilizados para analisar o efeito da temperatura sobre as taxas de reacções químicas. Para um processo de ativação térmica de taxa única limitada, um gráfico de Arrhenius dá uma linha reta, a partir da qual a energia de ativação e o fator pré-exponencial podem ser ambos determinados.

A equação de Arrhenius pode ser dada na forma: que

k = A exp ( – E a R T ) ou A exp ( – E a k B T ) {\displaystyle k=Axp {\frac {\frac {\frac {\frac {a}}{RT}} {\frac {\frac {\frac {\frac {\frac {\frac {a}}{k_{B}T} >exp estilo de jogo k=A=esquerda(E_frac {\a}{RT}{RT}{direita){texto{ ou {\a}expexp esquerda(E_frac {\a}{k_{B}T}{direita)}

Onde:

k=exp estilo de jogo k} k = Constante de taxa A {\a10} A = Factor E a {\an8} pré-exponencial E a {\an8} E_{a} = Energia de ativação k B {\i1}displaystyle k_{B}} k_{B} = constante de Boltzmann R {\i1}displaystyle R R = Constante de gás, equivalente a k B {\i} {\i} {\i1} k_{B} vezes constante da Avogadro. T {\i1}displaystyle T} T = Temperatura absoluta, K

A única diferença são as unidades de energia: a primeira forma utiliza energia/mol, o que é comum na química, enquanto a segunda forma utiliza a energia na escala de partículas individuais directamente, o que é comum na física. R ou a constante de Boltzmann k B {\i1}displaystyle k_{B}} k_{B}.

Tomando o logaritmo natural da equação anterior dá.

ln ( k ) = ln ( A ) – E a R ( 1 T ) {\i1}displaystyle \i(k)={\i(A)-{\i(A)-frac {E_{a}}{R}}{Esquerda(1 ) ln(k)=ln(A)-{\i1}(A)-frac {E_{a}}{R}}esquerda(1}{Frac {1}direita)

Quando traçado da maneira descrita acima, o valor do intercepção y (em x = 1 / T = 0 {\displaystyle x=1/T=0} x=1/T=0) corresponderá a ln ( A ) {\displaystyle \ln(A)} \ln(A), e a inclinação da linha será igual a – E a / R {\displaystyle -E_{a}/R} -E_{a}/R. Os valores de y-intercepção e inclinação podem ser determinados a partir dos pontos experimentais usando regressão linear simples com uma folha de cálculo.

O factor pré-exponencial, A, é uma constante empírica de proporcionalidade que tem sido estimada por várias teorias que têm em conta factores como a frequência de colisão entre partículas reagentes, a sua orientação relativa, e a entropia de activação.

A expressão e x p ( – E a / R T ) {\i1}exp(-E_{a}/RT)} {\displaystyle exp(-E_{a}/RT)} representa a fração das moléculas presentes em um gás que tem energias iguais ou em excesso de energia de ativação a uma determinada temperatura. Em quase todos os casos práticos, E a ≫ R T {\i1}displaystyle E_{a}gg RT} {\i1}{\i1}displaystyle E_{a}gg RT}, de modo que esta fração é muito pequena e aumenta rapidamente com T. Em consequência, a taxa de reação constante k aumenta rapidamente com a temperatura T, como mostrado no gráfico direto de k contra T. (Matematicamente, a temperaturas muito altas para que E a ≪ R T {\i}displaystyle E_{a}ll RT {\i1}{\i1}displaystyle E_{a}{\i}ll RT}, k nivelaria e aproximar-se-ia de A como um limite, mas este caso não ocorre em condições práticas.)