化学化学平衡理科

5分でわかるアレニウスの式!何を表す式?どのように役立つ?理系学生ライターがわかりやすく解説

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反応速度定数の意味を覚えておけ。

活性化エネルギーについて

化学反応が進行するとき、各物質がもつ化学エネルギー(ポテンシャルエネルギー)の収支だけでは説明がつかない余分なエネルギーが関与することが知られています。このエネルギーが活性化エネルギーです。原子や分子同士が衝突し、結合反応などを生じるとき、活性化エネルギーが必要になります

また、活性化エネルギーは、反応速度と密接な関係をもっていますよ。温度の上昇に伴い、原子や分子のもつ運動エネルギーが大きくなり、活性化エネルギー以上のエネルギーをもつ原子や分子が増えます。これに伴い、反応速度は大きくなるのです。

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活性化エネルギーは、反応のきっかけとなるエネルギーだぞ。

アレニウスの式について学ぼう

ここからは、本題であるアレニウスの式についての解説を進めていきますアレニウスの式は、反応速度定数を理論的に求めるための式です。この式によって、任意の温度条件における各反応の反応速度定数を計算によって求めることができます。

また、アレニウスの式は、先ほど説明した活性化エネルギーと反応速度の関係を法則化(定式化)したものとして捉えることもできますよ。それでは、アレニウスの式についての詳しい説明をはじめます。

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先ほど学んだ知識とアレニウスの式を結び付けて考えることが重要だ。

アレニウスの式とは?

アレニウスの式とは?

image by Study-Z編集部

k=Aexp(-Ea/RT)という式が、アレニウスの式となります。ここで、kは反応速度定数Aは頻度因子Eaは活性化エネルギーRは気体定数Tは絶対温度を表していますよ。exp(x)という表記は見慣れない方もいるかもしれません。一般的に、exp(x)はexと同義です。また、eとは自然対数の底であり、近似値は2.72となります。

そして、頻度因子Aは、原子や分子の衝突回数に関連する値ですこの値は、各反応に対して固有であり、温度とは無関係な値ですよ。以上のことから、注目する化学反応の頻度因子Aと活性化エネルギーEa、反応が生じる絶対温度T、気体定数Rから、反応速度係数kが求められることがわかりました。

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