Vergelijking van Arrhenius

De vergelijking van Arrhenius voorspelt de mate van chemische reactie, dat wil zeggen de reactiesnelheid, bij een bepaalde temperatuur, gezien de activeringsenergie en de kans van succesvolle botsing van moleculen. De vergelijking is genoemd naar de Zweedse wetenschapper Svante Arrhenius.

De gemiddelde hoeveelheid thermische energie die moleculen bij een bepaalde temperatuur bezitten is gelijk aan RT, waar R de molaire gasconstante is. De fractie moleculen die genoeg energie hebben om de energiebarrière (degene met meer energie dan de activeringsenergie) te overwinnen, E_A (joule) — hangt exponentieel van de verhouding tussen de activering en thermische energie af. Dit vormt de vergelijking van Arrhenius:

$k=Ae^{\frac{-E_A}{RT}}$

met

• k: de reactiesnelheidsconstante voor de beschouwde reactie bij een bepaalde temperatuur.
• A: de pre-exponentiële factor of de frequentiefactor specifiek voor elke reactie. Deze verandert nauwelijks bij een verhoging van de temperatuur. Een verhoging van de temperatuur met 10 K leidt tot een factor 1,02. De factor achter A, $e^{\frac{-E_A}{RT}}$, verandert met een factor van ongeveer 2 bij een temperatuursverhoging van 10 K.

Men kan zien dat of het verhogen van de temperatuur of het verlagen van de activeringsenergie (bijvoorbeeld door het gebruik van katalysatoren) een verhoging van de reactiesnelheid teweegbrengt.

Een meer algemene vorm van de vergelijking van Arrhenius is:

$k = A'e^{-\frac{\Delta G^\Dagger}{RT}}$