1. Equazione di Arrhenius:
Questo è il metodo più comune e prevede lo studio dei tassi di reazione a temperature diverse. L'equazione di Arrhenius è:
k =a * exp (-ea/rt)
Dove:
* K è la velocità costante della reazione
* A è il fattore pre-esponenziale (fattore di frequenza)
* ea è l'energia di attivazione
* r è la costante di gas ideale (8.314 J/mol · K)
* T è la temperatura assoluta in Kelvin
Per calcolare EA usando l'equazione di Arrhenius, è necessario:
* Misura la costante di velocità (k) a due o più temperature.
* trama ln (k) contro 1/t. Questo ti darà una linea retta con una pendenza di -ea/r.
* Calcola la pendenza della linea e moltiplicalo per -r per ottenere ea.
2. Equazione eyring (teoria dello stato di transizione):
Questo metodo è più complesso ma può fornire un valore più accurato per EA. Racconta la costante di velocità con l'energia libera di attivazione di Gibbs (ΔG ‡):
k =(k_b * t/h) * exp (-Δg ‡/rt)
Dove:
* k_b è la costante di Boltzmann
* H è la costante di Planck
* ΔG ‡ è l'energia libera di attivazione Gibbs
per calcolare EA usando l'equazione di Eyring:
* Determina l'energia libera di attivazione di Gibbs (ΔG ‡) usando dati sperimentali.
* Usa l'equazione ΔG ‡ =ΔH ‡ - TΔS ‡ per calcolare l'entalpia di attivazione (ΔH ‡).
* ea =ΔH ‡ + rt.
3. Metodi computazionali:
I metodi di chimica computazionale avanzati possono essere utilizzati per calcolare l'energia di attivazione, in particolare per reazioni complesse. Questi metodi coinvolgono:
* Calcoli meccanici quantistici: Questi metodi forniscono valori altamente accurati per EA.
* Simulazioni di dinamica molecolare: Questi metodi simulano il movimento di atomi e molecole, consentendo di ottenere informazioni sulla via di reazione e sull'energia di attivazione.
Punti chiave da ricordare:
* I catalizzatori abbassano l'energia di attivazione di una reazione, ma non cambiano la costante di equilibrio. Ciò significa che accelerano la velocità di reazione ma non influiscono sulle quantità finali di reagenti e prodotti in equilibrio.
* I valori energetici di attivazione sono in genere espressi in unità di joule per mole (j/mol) o kilojoule per mole (kj/mol).
Scegliere il metodo giusto:
La scelta del metodo dipende dai dati sperimentali disponibili, dalla complessità della reazione e dal livello di accuratezza desiderato. L'equazione di Arrhenius è adatta a semplici reazioni con dati costanti di velocità prontamente disponibili. L'equazione di Eyring è più precisa ma richiede ulteriori informazioni sullo stato di transizione. I metodi computazionali offrono un'elevata precisione ma richiedono software e competenze specializzate.
