Arrhenius-Gleichung

Die Arrhenius-Gleichung, benannt nach Svante Arrhenius, beschreibt in der chemischen Kinetik die quantitative Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante $k$ von der Temperatur.

$k=A\cdot e^\frac{-E_\mathrm{A}}{R \cdot T}$

$A$: präexponentieller Faktor oder Frequenzfaktor, entspricht nach der Stoßtheorie dem Produkt aus der Stoßzahl Z und dem Orientierungsfaktor P

$E_\mathrm{A}$: Aktivierungsenergie (Einheit: J·mol⁻¹)

$R$ = 8,314 J·K^-1·mol^-1 universelle Gaskonstante

$T$: absolute (thermodynamische) Temperatur (Einheit: K)

$k$: Reaktionsgeschwindigkeitskonstante

Sie gilt jedoch insofern nicht exakt, als auch $A$ nicht temperaturunabhängig ist, sondern häufig der Gesetzmäßigkeit

$A=u^*\cdot\sqrt{T}$

folgt. Somit nimmt auch der präexponentielle Faktor mit steigender Temperatur in geringem Maß (Wurzelfunktion) zu. Zu beachten ist, dass die Temperaturabhängigkeit des präexponentiellen Faktors deutlich geringer ausgeprägt ist als die des Exponentialterms.

Besteht eine Temperaturabhängigkeit des präexponentiellen Faktors, so kann eine modifizierte Gleichung verwendet werden:

$k = B\cdot T^n\cdot e^{-\frac{E_\mathrm{A}}{R \cdot T}}$

Oftmals wird in der Arrhenius-Gleichung der Exponent zur Arrhenius-Zahl $\gamma = \tfrac{E_\mathrm{A}}{R \cdot T}$ zusammengefasst:

$k=B\cdot T^n\cdot e^{-\gamma}$

Der Arrheniusgraph ist eine graphische Darstellung, bei der die logarithmierte Geschwindigkeitskonstante gegen den Kehrwert der Temperatur aufgetragen wird.

Weblinks

• Chemische Kinetik - Geschwindigkeitsgesetze, Arrhenius-Gleichung, Experimente