Уравнение Аррениуса

С. Аррениус на основании экспериментов вывел уравнение, которое названо его именем,

(2.28)

где k − константа скорости реакции; k ₀ − предэкспоненциальный множитель; е − основание натурального логарифма; Е_а − постоянная, называемая энергией активации, определяемая природой реагентов. Значения Е_а для химических реакций лежат в пределах от 4 до 400 кДж/моль; R – универсальная газовая постоянная; T – температура реакции.

Многие реакции характеризуются определенным энергетическим барьером. Для его преодоления необходима энергия активации − некоторая избыточная энергия (по сравнению со средней энергией молекул при данной температуре), которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение было эффективным, то есть привело бы к образованию нового вещества. С ростом температуры число активных молекул быстро увеличивается, что и приводит к резкому возрастанию скорости реакции.

Скорость химических реакций возрастает в присутствии катализатора. Действие катализатора заключается в том, что он образует с реагентами неустойчивые промежуточные соединения (активированные комплексы), распад которых приводит к образованию продуктов реакции. При этом энергия активации понижается, и активными становятся молекулы, энергия которых была недостаточна для осуществления реакции в отсутствие катализатора. В результате возрастает общее число активных молекул и увеличивается скорость реакции.