Arrheniusyhtälöllä

Arrheniusyhtälö on kemiallinen yhtälö, joka kuvaa reaktionopeusvakion riippuvuutta lämpötilasta ja aktivaatioenergiasta. Sen kehitti ruotsalainen kemisti Svante Arrhenius vuonna 1889. Yhtälö on muotoa k = A * e^(-Ea / (RT)), jossa k on reaktionopeusvakio, A on Arrheniusin vakio (myös taajuustekijä tai esieksponentiaalinen tekijä), Ea on aktivaatioenergia, R on yleinen kaasuvakio ja T on absoluuttinen lämpötila kelvineinä.

Arrheniusyhtälö osoittaa, että reaktionopeusvakio kasvaa eksponentiaalisesti lämpötilan kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että korkeammissa lämpötiloissa useammalla molekyylillä on riittävästi energiaa ylittää aktivaatioenergiakynnys ja reagoida. Aktivaatioenergia puolestaan edustaa minimaalista energiaa, joka tarvitaan reaktion tapahtumiseksi. Mitä suurempi aktivaatioenergia on, sitä hitaammin reaktio etenee tietyssä lämpötilassa.

Arrheniusyhtälö on laajalti käytetty kemiassa ja muilla tieteenaloilla, kuten biologiassa ja materiaalitieteessä, kuvaamaan ja ennustamaan kemiallisten reaktioiden nopeuksia eri olosuhteissa. Sitä voidaan käyttää myös aktivaatioenergian ja Arrheniusin vakion numeeriseen määrittämiseen kokeellisten reaktionopeustietojen perusteella. Logaritmisessa muodossa yhtälöstä tulee ln(k) = ln(A) - Ea / (RT), mikä mahdollistaa lineaarisesti mallin sovittamisen kokeellisiin tietoihin.