Ecuación de Arrhenius pdf
La dependencia de la temperatura de las reacciones químicas puede calcularse con la ecuación de Arrhenius: k=Ae^-E/(RTa)^^Donde k=velocidad de reacción (s-1), A=factor preexponencial (o de frecuencia), E=energía de activación (J/mol),R=constante de gas [8,314 J/(mol – K)], y Ta=temperatura absoluta (K). Un compuesto tiene E=1 ×105 J/mol y A=7 ×1016.A. Cree tres archivos de FUNCIÓN de MATLAB para calcular la velocidad de reacción.B. Utilice el archivo de script de MATLAB para generar un vector de Ta para temperaturas que van de 253 a 325 K.C. Genere un gráfico de MATLAB de la velocidad de reacción (k) frente a Ta. Incluya también las etiquetas de los ejes y los títulos para el gráfico.D. Calcule la velocidad de reacción a Ta = 295 K y escriba el resultado aquí.
Preguntas y respuestas de práctica de la ecuación de Arrhenius
Es sabido que las reacciones químicas se producen más rápidamente a temperaturas más altas. La leche se agria mucho más rápidamente si se almacena a temperatura ambiente que en el frigorífico; la mantequilla se pone rancia más rápidamente en verano que en invierno; y los huevos se cuecen más rápidamente a nivel del mar que en la montaña. Por la misma razón, los animales de sangre fría, como los reptiles y los insectos, tienden a estar más aletargados en los días fríos.
La razón de esto no es difícil de entender. La energía térmica relaciona la dirección con el movimiento a nivel molecular. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas se mueven más rápido y chocan con más fuerza, lo que aumenta en gran medida la probabilidad de que se produzcan escisiones de enlaces y reordenamientos. Ya sea por la teoría de las colisiones, la teoría de los estados de transición o simplemente por el sentido común, se espera que las reacciones químicas se produzcan más rápidamente a temperaturas más altas y más lentamente a temperaturas más bajas.
En 1890 ya se sabía que las temperaturas más altas aceleran las reacciones, a menudo duplicando la velocidad por un aumento de 10 grados, pero las razones no estaban claras. Finalmente, en 1899, el químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) combinó los conceptos de energía de activación y la ley de distribución de Boltzmann en una de las relaciones más importantes de la química física:
Reordenando la ecuación de Arrhenius
Nota: Si no estás seguro de lo que es una constante de velocidad, deberías leer la página sobre órdenes de reacción antes de continuar. Esta página se encuentra en el extremo más difícil del trabajo sobre velocidades de reacción en este sitio. Si no estás razonablemente seguro de las tasas de reacción básicas, explora primero el menú de tasas de reacción.
La ecuación de velocidad muestra el efecto de cambiar las concentraciones de los reactivos en la velocidad de la reacción. ¿Qué pasa con todas las demás cosas (como la temperatura y los catalizadores, por ejemplo) que también cambian la velocidad de reacción? ¿Dónde encajan en esta ecuación?
Todos ellos están incluidos en la llamada constante de velocidad, que sólo es constante si lo único que se cambia es la concentración de los reactivos. Si cambias la temperatura o el catalizador, por ejemplo, la constante de velocidad cambia.
Esta tiene un valor de 2,71828 . . . y es un número matemático, un poco como pi. No tienes que preocuparte de lo que significa exactamente, aunque si tienes que hacer cálculos con la ecuación de Arrhenius, puede que tengas que buscarla en tu calculadora. Deberías encontrar un botón ex – probablemente en la misma tecla que “ln”.
Ejemplo de ecuación de Arrhenius
Impacto de la temperaturaCon la ayuda del gráfico, podemos concluir que la velocidad de las reacciones y la temperatura son proporcionales. A medida que aumenta la temperatura, la velocidad de reacción también tiende a aumentar. La energía cinética aumenta con la temperatura. Por lo tanto, al aumentar la temperatura, también aumenta el número de moléculas que tienen una energía cinética superior a la energía de activación. Esto conduce a un aumento de la velocidad de la reacción global, ya que la energía de activación disminuye. Para un cambio de temperatura de 10K, la velocidad casi se duplica. Consideremos la ecuación de Arrhenius en los tiempos T1 y T2 donde las tasas de reacción se denotan por K1 y K2 respectivamente. En K1 = \frac {Ea} {RT_1}\] + En A —- (1) En K2 = \frac {Ea} {RT_2}\] + En A —- (2)Ahora restamos 1 de 2En K2 – En K1 es igual a \[\frac {Ea} {RT_1}]- \frac {Ea} {RT_2}]En \frac {K_2} {K_1}]= \[(\frac {Ea} {R})\f] \frac {1} {T_1}]- \frac {1} {T_2}]Convirtiendo a log, Log \[(\frac {Ea} {2. 303R})\N-[\frac {T_2-T_1} {T_1T_2}]La ecuación de Arrhenius también sugiere que la reacción no catalizada se ve más afectada por la temperatura en comparación con la reacción catalizada.