Nopeus, jolla kemiallisia reaktioita voi esiintyä voi vaihdella merkittävästi lämpötilan. Ymmärtäminen tämä suhde on olennaista aloilla kuten kemia, kemian suunnittelu, ja ympäristötiede. Arrhenius yhtälö tarjoaa matemaattisen tavan kuvata, miten lämpötila vaikuttaa reaktionopeudet.

Arrheniuksen yhtälö

The Arrheniuksen yhtälö ilmaistaan seuraavasti:

]k = A * e-Ea / (RT) [[]

jossa

  • k on reaktionopeusvakio
  • A on preeksponentiaalinen tekijä
  • Ea on aktivointienergia
  • R on yleinen kaasuvakio
  • T on Kelvinin lämpötila

Lämpötilan vaikutus reaktioihin

Lämpötilan noustessa eksponentiaalinen termi e-Ea/ (RT)[ muuttuu suuremmaksi, mikä johtaa suurempaan reaktionopeuteen vakiona. Tämä tarkoittaa, että reaktiot etenevät yleensä nopeammin korkeissa lämpötiloissa.

Toisaalta matalammissa lämpötiloissa reaktionopeus laskee, koska harvemmilla molekyyleillä on riittävästi energiaa aktivointiesteen voittamiseen.

Käytännön sovellukset

Arrheniuksen yhtälö auttaa kemiallisten prosessien suunnittelussa, reaktion käyttäytymisen ennakoinnissa ja haluttujen tulosten optimointiin. Sitä käytetään myös reaktionopeuden arviointiin lämpötiloissa, joissa suora mittaus on vaikeaa.