
【机】 Arrhenius theory of dissociation
阿伦纽斯方程式(Arrhenius Equation)是描述化学反应速率常数(k)与温度(T)关系的经验公式,由瑞典化学家斯万特·阿伦纽斯于1889年提出。其核心在于揭示温度升高如何通过增加活化分子比例来加速反应。公式的数学表达式为:
$$ k = A e^{-frac{E_a}{RT}} $$
其中:
活化能(E_a)
活化能是反应发生的能量壁垒。E_a越高,反应对温度越敏感。例如,酶催化反应通过降低E_a实现常温高效催化。
指数依赖性
公式中的指数项 ( e^{-frac{E_a}{RT}} ) 表明:温度微小升高可显著提升k值。实践中,温度每增加10°C,反应速率约提高2–4倍。
应用领域
该方程广泛应用于化学动力学、药物稳定性预测、材料老化研究及环境科学。工业反应器设计需依据其优化温度参数以平衡效率与能耗。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)
对阿伦纽斯方程式的定义及参数标准化解释:
注:IUPAC为化学术语国际权威机构。
《物理化学》教材(Peter Atkins)
系统推导方程并讨论其局限性(如假设A与温度无关):
Atkins, P., & de Paula, J. Physical Chemistry (11th ed.), Oxford University Press.
美国化学会(ACS)出版物
实验案例:通过阿伦纽斯图(ln k vs 1/T)求解E_a:
Journal of Chemical Education, "Teaching the Arrhenius Equation"
阿伦纽斯方程式(Arrhenius equation)是描述化学反应速率与温度关系的经验公式,由瑞典化学家斯万特·阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)于1889年提出,在化学动力学和材料老化等领域有广泛应用。
其数学表达式为: $$ k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}} $$ 其中:
该公式常用对数形式表达为: $$ ln k = ln A - frac{E_a}{RT} $$ 通过实验测得不同温度下的速率常数(k)后,以(ln k)对(1/T)作图可得一条直线,其斜率(-E_a/R)可计算活化能,截距(ln A)则可求得指前因子。这种方法广泛用于预测材料老化、药物稳定性及工业反应条件的优化。
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