Arrheniusplotissa

Arrheniusplotissa (Arrheniuksen plotissa) tutkitaan reaktionopeuden vakiokertoimen k riippuvuutta lämpötilasta. Yleisesti käytetty esitys on ln(k) vastaan 1/T, jossa T on lämpötila kelvinissä. Tämä kuvaa useimmiten yksinkertaisia lämpötilasta johtuvia reaktioita.

Tärkein matemaattinen muoto on Arrheniuksen yhtälö k = A exp(-Ea/(R T)), jossa Ea on aktivaatioenergia, A pre-exponential-tekijä ja R on universaali kaasuvakio (noin 8,314 J/mol·K). Kirjoittamalla luonnollinen logaritmi saadaan lineaarinen muoto: ln(k) = ln(A) - Ea/(R T). Siis ln(k) vs 1/T -aksel E a/R:n ja ln(A):n perusteella saadaan suora viiva. Kun käytetään log10-käytävää, kaava on log10(k) = log10(A) - Ea/(2.303 R T).

Käytännössä Arrheniusplotin avulla voidaan arvioida Ea ja A mittaamalla k eri lämpötiloissa ja sovittamalla suora kyseiseen kuvan. Tämä antaa viitteitä mekanismista ja siitä, onko prosessi termodynaamisesti rajoitettu vai rajoitettu diffuusion kautta.

Rajoitukset: todellinen järjestelmä voi poiketa lineaarisuudesta eri lämpötiloissa, Ea voi muuttua lämpötilan mukaan tai useat mekanismit voi olla mukana. Esimerkiksi entsymaattiset reaktiot ja katalyysis voivat osoittaa ei-Arrheniuksellista käyttäytymistä sekä matalilla että korkeilla lämpötiloilla. Lisäksi mittaus- ja laskennalliset virheet sekä epäjatkuvuudet voivat vaikuttaa arvoihin.

Arrheniusplot on vakiintunut työkalu kemian ja katalyyttien tutkimuksessa, joka tarjoaa kirjaimellisesti kytköksen termodynaamisiin parametreihin ja reaktionopeuksiin. Sen historia ulottuu Arrheniuksen nimeen 1800-luvun lopulle.