1. Équation d'Arrhenius:
Il s'agit de la méthode la plus courante et consiste à étudier les taux de réaction à différentes températures. L'équation d'Arrhenius est:
k =a * exp (-ea / rt)
Où:
* k est la constante de vitesse de la réaction
* a est le facteur pré-exponentiel (facteur de fréquence)
* ea est l'énergie d'activation
* r est la constante de gaz idéale (8.314 J / mol · k)
* t est la température absolue à Kelvin
Pour calculer EA en utilisant l'équation d'Arrhenius, vous devez:
* Mesurez la constante de vitesse (k) à deux ou plusieurs températures différentes.
* tracer ln (k) contre 1 / t. Cela vous donnera une ligne droite avec une pente de -ea / r.
* Calculez la pente de la ligne et multipliez-la par -r pour obtenir ea.
2. Eyring Equation (Théorie de l'état de transition):
Cette méthode est plus complexe mais peut fournir une valeur plus précise pour EA. Il relie la constante constante à l'énergie libre d'activation de Gibbs (ΔG ‡):
k =(k_b * t / h) * exp (-Δg ‡ / rt)
Où:
* k_b est la constante de Boltzmann
* h est la constante de Planck
* Δg ‡ est l'énergie libre de l'activation de Gibbs
Pour calculer EA en utilisant l'équation d'Eyring:
* Déterminez l'énergie libre de Gibbs d'activation (ΔG ‡) en utilisant des données expérimentales.
* Utilisez l'équation ΔG ‡ =ΔH ‡ - TΔS ‡ pour calculer l'enthalpie d'activation (ΔH ‡).
* ea =ΔH ‡ + rt.
3. Méthodes de calcul:
Des méthodes de chimie de calcul avancées peuvent être utilisées pour calculer l'énergie d'activation, en particulier pour les réactions complexes. Ces méthodes impliquent:
* calculs mécaniques quantiques: Ces méthodes fournissent des valeurs très précises pour EA.
* Simulations de dynamique moléculaire: Ces méthodes simulent le mouvement des atomes et des molécules, vous permettant d'obtenir des informations sur la voie de réaction et l'énergie d'activation.
points clés à retenir:
* Les catalyseurs abaissent l'énergie d'activation d'une réaction, mais ils ne modifient pas la constante d'équilibre. Cela signifie qu'ils accélèrent la vitesse de réaction mais n'affectent pas les quantités finales de réactifs et de produits à l'équilibre.
* Les valeurs d'énergie d'activation sont généralement exprimées en unités de joules par mole (j / mol) ou kilojoules par mole (kj / mol).
Choisir la bonne méthode:
Le choix de la méthode dépend des données expérimentales disponibles, de la complexité de la réaction et du niveau de précision souhaité. L'équation d'Arrhenius convient aux réactions simples avec des données constantes de vitesse facilement disponibles. L'équation d'Eyring est plus précise mais nécessite des informations supplémentaires sur l'état de transition. Les méthodes de calcul offrent une grande précision mais nécessitent des logiciels et une expertise spécialisés.
