阿里纽斯氏公式英文解释翻译、阿里纽斯氏公式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 Arrhenius' formula; Arrhenius'doctrine formula
分词翻译:
阿的英语翻译:
【机】 ar-
里的英语翻译:
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
纽的英语翻译:
handle; knob; tie
【医】 vinculum
斯的英语翻译:
this
【化】 geepound
氏的英语翻译:
family name; surname
公式的英语翻译:
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
专业解析
阿伦尼乌斯公式(Arrhenius equation)是描述化学反应速率常数(k)与温度(T)之间定量关系的核心公式,在化学动力学领域具有基础性地位。其标准数学表达式为:
$$
k = A e^{-E_a / (RT)}
$$
其中:
- k:反应速率常数
- A:指前因子(Pre-exponential factor),或称频率因子,代表反应分子碰撞的频率和取向因子,单位通常与k相同(如 s⁻¹, M⁻¹s⁻¹ 等)。
- e:自然对数的底(约等于 2.71828)
- Eₐ:反应的活化能(Activation energy),单位为焦耳每摩尔(J/mol)或千焦每摩尔(kJ/mol)。这是反应物分子转变为产物分子所需克服的最小能量壁垒。
- R:摩尔气体常数(Gas constant),值约为 8.314 J/(mol·K)
- T:热力学温度(Thermodynamic temperature),单位为开尔文(K)
公式的核心物理意义在于:
- 指数依赖关系:公式表明反应速率常数 k 随温度 T 呈指数增长。温度升高,k 显著增大,反应速率加快。
- 活化能的关键作用:指数项中的 -Eₐ/(RT) 清晰地揭示了活化能 Eₐ 对反应速率的决定性影响。Eₐ 越高,指数项越小,k 越小,反应越慢;反之亦然。这解释了为什么不同反应的速率对温度变化的敏感度不同(高 Eₐ 反应更敏感)。
- 指前因子的意义:A 可以理解为当所有碰撞都有效(即能量壁垒 Eₐ 为零)时的理论最大反应速率常数。它包含了分子碰撞频率和有效碰撞所需的空间取向(位阻效应)等因素。
公式的常用线性化形式(ln k 对 1/T 作图):
为了便于实验数据处理和求取 Eₐ 和 A,常将公式取自然对数:
$$
ln k = ln A - frac{E_a}{R} cdot frac{1}{T}
$$
以 ln k 为纵坐标,1/T 为横坐标作图,应得到一条直线:
- 斜率 = -Eₐ / R,由此可计算活化能 Eₐ。
- 截距 = ln A,由此可计算指前因子 A。
应用领域:
阿伦尼乌斯公式广泛应用于:
- 预测反应速率:已知某温度下的 k 和 Eₐ,可预测其他温度下的反应速率。
- 确定活化能:通过测量不同温度下的反应速率常数,利用线性化形式求得 Eₐ。
- 评估反应可行性:高 Eₐ 意味着反应在常温下可能很慢,需要高温或催化剂。
- 食品科学:预测食品腐败速率。
- 材料科学:研究材料老化、降解过程。
- 药代动力学:预测药物在体内的代谢速率。
- 环境科学:研究污染物降解速率。
权威性参考来源:
- Khan Academy - Arrhenius equation and reaction mechanisms:可汗学院提供了对阿伦尼乌斯公式及其应用的清晰解释和推导。https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:kinetics/x2eef969c74e0d802:arrhenius-equation-and-reaction-mechanisms/a/arrhenius-equation
- Chemistry LibreTexts - The Arrhenius Equation:这个开放教育资源平台提供了详细的公式介绍、推导、应用示例和图表说明。https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/SupplementalModules(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/06%3A_Modeling_Reaction_Kinetics/6.2%3A_Temperature_Dependence_of_Reaction_Rates/6.2.03%3A_The_Arrhenius_Law/6.2.3.01%3A_Arrhenius_Equation
- Britannica - Arrhenius equation:大英百科全书提供了关于阿伦尼乌斯公式及其历史背景的权威概述。https://www.britannica.com/science/Arrhenius-equation
- Wikipedia - Arrhenius equation:维基百科条目提供了公式的标准形式、推导、解释、局限性以及相关扩展信息的综合概述(注意:维基百科是便捷的起点,但建议结合更专业的来源)。https://en.wikipedia.org/wiki/Arrhenius_equation
网络扩展解释
“阿里纽斯氏公式”对应的英文为Arrhenius' law 或Arrhenius' doctrine。该术语的正确中文译名应为阿伦尼乌斯公式(或阿伦尼乌斯定律),由瑞典化学家斯万特·阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)提出,主要用于描述温度对化学反应速率的影响。
核心公式与参数
其数学表达式为:
$$
k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}}
$$
其中:
- k:化学反应速率常数
- A:指前因子(与分子碰撞频率相关)
- Eₐ:活化能(反应发生所需的最低能量)
- R:理想气体常数(8.314 J/mol·K)
- T:绝对温度(单位:K)
应用领域
- 化学动力学:预测温度升高时反应速率的增加幅度。
- 材料科学:分析材料老化、腐蚀等过程的温度依赖性。
- 生物降解:评估微生物活性随温度变化的规律。
局限性
该公式假设活化能(Eₐ)为常数,但在某些复杂反应(如酶催化反应)中可能不适用。
由于当前搜索结果信息有限,建议通过化学动力学教材或权威科学数据库(如ScienceDirect)获取更详细的推导和案例。
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