Kalkulator Persamaan Arrhenius

Persamaan Arrhenius

Persamaan Arrhenius menjelaskan bagaimana konstanta laju k suatu reaksi kimia bergantung pada suhu:

k = A · e^(−Ea / (R · T))

• A — faktor pra-eksponensial (faktor frekuensi), berkaitan dengan seberapa sering tumbukan yang berorientasi tepat terjadi. Satuannya sama dengan k.
• Ea — energi aktivasi, energi minimum yang dibutuhkan molekul pereaksi agar dapat bereaksi. Dimasukkan di sini dalam kJ/mol dan diubah menjadi J/mol (× 1000) di dalam kalkulator.
• R — tetapan gas universal, 8,314 J/(mol·K).
• T — suhu mutlak dalam kelvin (K).

Suku eksponensial e^(−Ea / (R · T)) adalah fraksi molekul yang memiliki energi cukup untuk bereaksi. Karena berada pada eksponen, bahkan kenaikan suhu yang sedang pun dapat menaikkan k secara tajam.

Contoh terselesaikan

Misalkan suatu reaksi memiliki A = 1 × 10¹³ s⁻¹, Ea = 50 kJ/mol, dan T = 298 K.

Pertama ubah dahulu: Ea = 50 × 1000 = 50000 J/mol. Maka eksponennya adalah −Ea / (R · T) = −50000 / (8,314 × 298) ≈ −20,18. Jadi:

k = 1 × 10¹³ · e^(−20,18) ≈ 1,7 × 10⁵ s⁻¹

Naikkan suhu menjadi T = 308 K dan eksponennya menjadi ≈ −19,53, menghasilkan k ≈ 3,3 × 10⁵ s⁻¹ — kira-kira dua kali laju hanya untuk kenaikan 10 K, aturan praktis klasik bahwa «laju berlipat ganda setiap 10 °C».

Bagaimana suhu mengubah k

Kesalahan umum

• Mencampur satuan energi. Ea dimasukkan di sini dalam kJ/mol, tetapi R dalam J/mol·K, sehingga nilainya harus dikalikan 1000. Alat ini melakukannya untuk Anda — cukup masukkan kJ/mol.
• Memakai °C alih-alih K. Suhu harus mutlak. Ubah: T(K) = T(°C) + 273,15. Memakai Celsius menghasilkan nilai yang tak bermakna.
• Lupa bahwa A peka terhadap suhu. Dalam bentuk Arrhenius sederhana, A dianggap konstan; bentuk yang dimodifikasi k = A · Tⁿ · e^(−Ea / RT) memperhitungkan ketergantungan suhunya yang ringan.
• Membandingkan k antarreaksi secara membabi buta. Satuan k (dan A) bergantung pada orde reaksi, sehingga k orde satu (s⁻¹) tidak langsung dapat dibandingkan dengan k orde dua (M⁻¹·s⁻¹).