science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Hoe de frequentie te berekenen in de chemische kinetiek

De snelheidsconstante of snelheid waarmee een chemische reactie plaatsvindt, is afhankelijk van een aantal variabelen, waaronder de temperatuur tijdens de reactie en interne eigenschappen van de stof. Eén zo'n eigenschap is de frequentiefactor, die de waarde is van de snelheidsconstante wanneer de temperatuur het oneindige nadert. De frequentiefactor is belangrijk voor het karakteriseren van stoffen op basis van hun afhankelijkheid tussen reactiesnelheid en temperatuur, wat inzicht kan bieden in de chemische reacties op moleculair niveau. Het vinden van de frequentiefactor bij een gegeven temperatuur kan worden gevonden door een eenvoudige analyse van wat bekend staat als de Arrhenius-vergelijking.

Neem de natuurlijke logaritme van de snelheidsconstante. Als de snelheidsconstante bijvoorbeeld 20 per seconde is, geeft de natuurlijke logaritme van dit getal 3 per seconde.

Vermenigvuldig de gegeven temperatuur met de gasconstante, die een waarde van 8,31 joules per mol per Kelvin heeft . Als de gegeven temperatuur bijvoorbeeld 293 Kelvin is, is het resulterende aantal 2434,8 joules per mol.

Deel de activeringsenergie van de chemische stof door het getal dat resulteert uit de vorige stap. Als de activeringsenergie 40.000 joules per mol is, zou je 40.000 joules per mol verdelen met 2434.8 joules per mol, wat het eenheidsloos getal van 16.43 oplevert.

Deel het resulterende getal van de eerste stap door het resulterende getal uit de vorige stap. In het gegeven voorbeeld zou u 3 per seconde delen door 16,43, wat 0,18 per seconde oplevert. Dit is de frequentiefactor.

Tip

Als u de snelheidsconstante niet uit de hand weet, moet u de waarde wellicht experimenteel bepalen. In dit geval kan de frequentiefactor worden gevonden door de relatie tussen de snelheidsconstante en de temperatuur grafisch weer te geven.