Bạn muốn biết về khái niệm năng lượng hoạt hóa và mối quan hệ của nó với phương trình Arrhenius? Hãy tiếp tục đọc bài viết dưới đây để tìm hiểu thêm.
Table of Contents
Năng lượng hoạt hóa là gì?
Năng lượng hoạt hóa là mức chi phí đặc biệt, đặc biệt là nguồn năng cần thiết để khởi đầu một phản ứng. Đây là sự khác biệt về năng lượng giữa trạng thái năng thế tối thiểu của chất phản ứng và sản phẩm. Năng lượng hoạt hóa được ký hiệu là Ea và thường được đo bằng kilojoules trên mol (kJ/mol) hoặc kilocalories trên mol (kcal/mol). Thuật ngữ “nguồn năng lượng hoạt hóa” được nhà khoa học Thụy Điển Svante Arrhenius đưa ra vào khoảng năm 1889. Phương trình Arrhenius liên quan nguồn năng lượng hoạt hóa với tốc độ của một phản ứng hóa học xảy ra.
Trong số đó, k là thông số gia tốc phản ứng, A là thông số tần số của phản ứng, e là số vô tỉ (giao động bằng 2,718), Ea là nguồn năng lượng hoạt hóa, R là hằng số khí phổ và T là độ ẩm tuyệt đối (Kelvin).
Năng lượng kích thích là cái gì.
Từ phương trình Arrhenius, ta có thể nhận thấy rằng gia tốc của phản ứng được biên tập theo độ ẩm. Đôi khi, điều này có nghĩa là phản ứng hóa học diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt, khi có sự tồn tại của “nguồn năng lượng hoạt hóa âm”, gia tốc phản ứng lại giảm theo độ ẩm.
Sự phụ thuộc nhiệt độ và mối quan hệ với phương trình Arrhenius
Các phương trình Arrhenius cung cấp thông tin về mối quan hệ giữa năng lượng kích hoạt và tốc độ của một phản ứng. Từ phương trình này, chúng ta có thể xác định được năng lượng kích hoạt.
Trong đó, A đại diện cho yếu tố theo cấp số nhân của phản ứng, R là hằng số khí phổ, T là nhiệt độ tuyệt đối (thường tính bằng kelvins) và k là hệ số tốc độ phản ứng. Ngay cả khi không biết A, ta vẫn có thể đánh giá được E a từ sự thay đổi của các hệ số tốc độ phản ứng như là một hàm của nhiệt độ (trong phạm vi hiệu lực của phương trình Arrhenius).
Sự tương phụ thuộc vào nhiệt độ và mối liên hệ với phương trình Arrhenius.
Ở cấp độ cao hơn, thuật ngữ năng lượng kích hoạt Arrhenius được coi là một tham số xác định thực nghiệm cho thấy độ nhạy của tốc độ phản ứng với nhiệt độ. Có hai sự phản đối liên quan đến việc liên kết năng lượng kích hoạt này với hàng rào ngưỡng cho một phản ứng cơ bản. Đầu tiên, không rõ liệu phản ứng diễn ra trong một bước hay không; các rào cản ngưỡng được tính trung bình trên tất cả các bước cơ bản có ít giá trị lý thuyết. Thứ hai, ngay cả khi phản ứng được xem là cơ bản, sự đa dạng của các va chạm riêng lẻ góp phần vào các hằng số tốc độ thu được từ các thí nghiệm khối lượng lớn liên quan đến hàng tỷ phân tử, với nhiều hình dạng và góc va chạm của chất phản ứng khác nhau.
Mối quan hệ giữa năng lượng kích hoạt và năng lượng Gibbs
Năng lượng hoạt hóa là thuật ngữ trong phương trình Arrhenius, được dùng để đo lường và thống kê năng lượng cần thiết để vượt qua trạng thái chuyển đổi từ chất phản ứng thành mẫu sản phẩm. Phương trình Eyring là một quan hệ khác mô tả tốc độ phản ứng, bao gồm năng lượng Gibbs của trạng thái chuyển đổi thay vì năng lượng hoạt hóa. Năng lượng Gibbs của các yếu tố trạng thái chuyển đổi liên quan đến cả enthalpy và entropy của phản ứng. Năng lượng kích hoạt và năng lượng Gibbs có mối quan hệ với nhau, nhưng không hoán đổi cho nhau.
Bạn đọc đã hiểu rõ về khái niệm và các vấn đề liên quan đến năng lượng hoạt hóa thông qua những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ ở trên. Chúc bạn thành công.
