아레니우스 방정식: 두 판 사이의 차이

[[물리학]]에서 '''아레니우스 식방정식'''은 반응 속도의 온도 의존도를 나타내는 공식이다. [[스웨덴]]의 물리학자인 [[스반테 아레니우스]]는 1889년에 평형 상수의 온도 의존에 대한 [[판트호프 방정식]]을 제안한 네덜란드의 화학자인 [[야코뷔스 헨리퀴스 판트 호프]]의 연구에 근거하여 아레니우스 식을방정식을 제안하였다. 이 방정식은 화학 반응의 속도와 활성화 에너지 계산에 중요하게 적용된다. 또한, 이온 반응 등 일부 고속도 반응을 제외하고 균일 기체상 및 액체상 반응, 불균일 접촉 반응 등의 일반 화학 반응은 물론 확산 및 점성 등의 수송 현상에도 광범위하게 적용된다. 확산 계수의 온도에 따른 변화, 크리프 변형의 시간적 변화율(크리프 속도) 및 기타 열적으로 유발된 많은 공정/반응을 모델링하는 데 사용할 수 있다. 어링 방정식도 속도와 에너지의 관계를 표현한다.

== 아레니우스 식의방정식의 구조 ==

아레니우스 식은방정식은 화학반응 내에서 절대온도, 빈도인자 및 반응 내 다른 상수에 대한 속도 상수의 의존성을 나타낸다.

아레니우스 식에방정식에 자연로그를 취하면 다음과 같다.

이것은 직선에 대한 방정식 <math>y=mx+b </math>과 같은 형태를 가지고 있다. 여기서 <math>x </math>는 <math>T </math>의 역수이다. 따라서, 반응이 아레니우스 방정식을 만족하는 속도 상수를 가지고 있다면 <math>\ln k </math> 대 <math>1/T </math> 의 관계는 일차 함수, 즉 직선이다. (<math>E_a </math>와 <math>A </math>를 결정하는데 사용될 수 있는 변화율과 절편을 가진 직선을 가진다.)

== 수정된 아레니우스 식방정식==

수정된 아레니우스 식은방정식은 빈도 인자의 온도 의존성을 명시하며 대게 아래와 같이 나타난다.

모든 유리를 형성하는 물질에서 유리 전이가 일어날 때, 아레니우스 식에서방정식에서 편차가 있다. 아레니우스 식은방정식은 구조단위구조 단위(원자, 분자, 이온 등)의 움직임이 실험적으로 관찰되는 것보다 유리전이를 통해 느린 속도로 느려져야 한다고 예측한다. 즉, 구조 단위는 아레니우스 법칙이 예측하는 속도보다 더 빠른 속도로 느려진다. 이 관찰은 열 활성화 에너지를 통해 에너지 장벽을 극복해야 한다는 가정 하에 합리적으로 이루어지다. 열 에너지는 물질의 점성 유동을 야기하는 단위를 병진 운동 시킬 수 있을 만큼 충분히 높아야 한다.