Arrheniusrelatie

Arrheniusrelatie is een formule uit de chemie die de temperatuurafhankelijkheid van reactiesnelheden beschrijft. In de meest gebruikte vorm luidt de vergelijking k = A exp(-Ea/(R T)), waarbij k de reactiesnelheidconstante is, A de pre-exponentiële (frequentiefactor), Ea de activeringsenergie, R de gasconstante en T de absolute temperatuur in kelvin. De relatie laat zien dat reacties over het algemeen sneller verlopen bij hogere temperaturen, doordat de exponent groter wordt en k toeneemt. Een veelgebruikte lineaire vorm is ln k = ln A - Ea/(R T); daarmee levert een plot van ln k tegen 1/T vaak een rechte lijn op, zodat Ea uit de helling kan worden afgeleid.

Toepassingsgebied en beperkingen: de Arrheniusrelatie beschrijft veel gasfase- en oplossingsreacties over brede temperatuurschalen en is vooral geldig wanneer er één dominante activeringsroute is. In de praktijk kunnen A en Ea echter temperatuur-, druk- of omgevingsafhankelijk zijn, en kunnen afwijkingen optreden door mechanistische veranderingen, quantumtunneling of veranderingen in het verdelingsproces. Voor complexe reacties kan de relatie slechts een benadering zijn en vereisen meer uitgebreide kinetische modellen.

Historisch: de relatie werd in 1889 geïntroduceerd door Svante Arrhenius om de temperatuurafhankelijkheid van reactiesnelheden te verklaren. Sindsdien heeft zij een centrale rol in kinetica, materiaalonderzoek en industriële processen. Moderne toepassingen kennen ook aangepaste Arrhenius-varianten, waarbij A en Ea soms temperatuurafhankelijk zijn om betere fits te geven aan experimentele data.