Arrhenius-Gleichung
Die Arrhenius-Gleichung beschreibt die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante einer chemischen Reaktion.
Formel
k = A \cdot e^{-E_A / (R \cdot T)}Variablen & Einheiten – Arrhenius-Gleichung
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| k | Geschwindigkeitskonstante | mol⁻¹·L·s⁻¹ o.ä. |
| A | Präexponentieller Faktor (Frequenzfaktor) | gleiche Einheit wie k |
| E_A | Aktivierungsenergie | J/mol |
| R | Gaskonstante (8,314) | J/(mol·K) |
| T | Temperatur | K |
Herleitung & Hintergrund – Arrhenius-Gleichung
Svante Arrhenius formulierte 1889 die Gleichung auf Basis empirischer Beobachtungen. Die RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur) besagt näherungsweise: +10 K verdoppelt die Reaktionsgeschwindigkeit. Die Aktivierungsenergie ist die Energieschranke, die überwunden werden muss.
Rechenbeispiel
Reaktion mit E_A = 50 kJ/mol bei T₁ = 300 K und T₂ = 310 K: k₂/k₁ = e^(50000/8,314 × (1/300 − 1/310)) ≈ 1,9 → ca. Verdopplung.
Anwendungsgebiete
Chemische Verfahrenstechnik, Lebensmittelkonservierung (Kühlung), Pharmazie (Haltbarkeit), Geologie (Altersbestimmung)
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel k = A·e^(−EA/RT)? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Die Arrhenius-Gleichung beschreibt die Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante einer chemischen Reaktion.. k: Geschwindigkeitskonstante (mol⁻¹·L·s⁻¹ o.ä.); A: Präexponentieller Faktor (Frequenzfaktor) (gleiche Einheit wie k); E_A: Aktivierungsenergie (J/mol); R: Gaskonstante (8,314) (J/(mol·K)); T: Temperatur (K).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Arrhenius, S. (1889). Über die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Inversion von Rohrzucker durch Säuren. Zeitschrift für physikalische Chemie.
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