Τι συμβαίνει με τη σταθερά ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης όταν αυξάνεται η θερμοκρασία;

Η σταθερά ταχύτητας μιας χημικής αντίδρασης αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία παρέχει την απαραίτητη ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για τα μόρια αντιδραστηρίου για να φτάσουν στη μεταβατική κατάσταση και να μετατραπούν σε προϊόντα. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η μέση κινητική ενέργεια των αντιδραστικών μορίων αυξάνεται, οδηγώντας σε μεγαλύτερη πιθανότητα επιτυχημένων συγκρούσεων και συχνότερη επίτευξη της ενέργειας ενεργοποίησης. Κατά συνέπεια, ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται και η σταθερά ρυθμού, που είναι ένα μέτρο του ρυθμού αντίδρασης, αυξάνεται επίσης.

Η σχέση μεταξύ της σταθεράς ρυθμού (k) και της θερμοκρασίας (t) συχνά περιγράφεται από την εξίσωση Arrhenius:

k =ae^(-ea/rt)

Οπου:

- Το Α είναι ο προ-εκθετικός παράγοντας ή ο συντελεστής συχνότητας, ο οποίος αντιπροσωπεύει τη συχνότητα των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων αντιδραστηρίων με τον σωστό προσανατολισμό και την επαρκή ενέργεια.

- Η ΕΑ είναι η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης, η οποία είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για τα αντιδραστήρια να φτάσουν στη μεταβατική κατάσταση.

- R είναι η σταθερά αερίου (8.314 j/mol*k)

-Τ είναι η απόλυτη θερμοκρασία στο Kelvin

Σύμφωνα με την εξίσωση Arrhenius, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία (t), ο εκθετικός όρος E^(-EA/RT) μειώνεται, οδηγώντας σε συνολική αύξηση της σταθεράς ρυθμού (k). Επομένως, οι υψηλότερες θερμοκρασίες γενικά οδηγούν σε ταχύτερους ρυθμούς αντίδρασης λόγω των συχνότερων επιτυχημένων συγκρούσεων και ενός υψηλότερου ποσοστού αντιδραστηρίων μορίων που διαθέτουν την απαραίτητη ενέργεια ενεργοποίησης.