Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης Arrhenius και Eyring είναι ότι η εξίσωση Arrhenius είναι μια εμπειρική εξίσωση ενώ η εξίσωση Eyring βασίζεται στη στατιστική μηχανική αιτιολόγηση.
Η εξίσωση Arrhenius και η εξίσωση Eyring είναι δύο σημαντικές εξισώσεις στη φυσική χημεία. Όταν υποθέτουμε σταθερή ενθαλπία ενεργοποίησης και σταθερή εντροπία ενεργοποίησης, η εξίσωση Eyring είναι παρόμοια με την εμπειρική εξίσωση Arrhenius.
Τι είναι η εξίσωση Arrhenius;
Η εξίσωση Arrhenius είναι ένας χημικός τύπος που περιλαμβάνει την εξάρτηση από τη θερμοκρασία των ρυθμών αντίδρασης. Αυτή η εξίσωση προτάθηκε και αναπτύχθηκε από τον επιστήμονα Svante Arrhenius το 1889. Η εξίσωση Arrhenius έχει πολλές εφαρμογές στον προσδιορισμό του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων και στον υπολογισμό της ενέργειας ενεργοποίησης. Σε αυτό το πλαίσιο, η εξίσωση Arrhenius παρέχει μια φυσική αιτιολόγηση και ερμηνεία για τον τύπο. Επομένως, μπορούμε να το αναγνωρίσουμε ως μια εμπειρική σχέση. Η εξίσωση Arrhenius εκφράζεται ως εξής:
K=Ae(Ea/RT)
Όπου k είναι η σταθερά ταχύτητας για το μείγμα αντίδρασης, T είναι η απόλυτη θερμοκρασία του συστήματος σε Kelvin, A είναι ο προεκθετικός παράγοντας για τη χημική αντίδραση, Ea είναι η ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση και R είναι η καθολική σταθερά αερίου. Σε αυτή την εξίσωση, όταν εξετάζουμε τις μονάδες του προεκθετικού παράγοντα, Α, είναι πανομοιότυπο με τις μονάδες της σταθεράς ταχύτητας που θα εξαρτηθεί από τη σειρά της αντίδρασης. Π.χ. εάν η αντίδραση είναι πρώτης τάξης, τότε οι μονάδες του Α είναι ανά δευτερόλεπτο (s-1). Με άλλα λόγια, σε αυτή την αντίδραση, Α είναι ο αριθμός των συγκρούσεων ανά δευτερόλεπτο που συμβαίνει με τον σωστό προσανατολισμό. Επιπλέον, αυτή η σχέση περιγράφει ότι είτε η αύξηση της θερμοκρασίας είτε η μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης θα έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού αντίδρασης.
Εικόνα 01: Διαφορετικές παράγωγοι της εξίσωσης Arrhenius
Τι εξίσωση Eyring;
Η εξίσωση Eyring είναι μια εξίσωση που περιγράφει τις αλλαγές στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης σε σχέση με τη θερμοκρασία του μείγματος αντίδρασης. Αυτή η εξίσωση αναπτύχθηκε από τον Henry Eyring το 1935 μαζί με δύο άλλους επιστήμονες. Η εξίσωση Eyring είναι παρόμοια με την εξίσωση Arrhenius όταν λαμβάνεται υπόψη μια σταθερή ενθαλπία ενεργοποίησης και μια σταθερή εντροπία ενεργοποίησης. Ο γενικός τύπος για την εξίσωση Eyring είναι ο ακόλουθος:
Εδώ ΔG‡ είναι η ενέργεια ενεργοποίησης Gibbs, κ είναι ο συντελεστής μετάδοσης, kB είναι η σταθερά του Boltzmann και h η σταθερά του Planck.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εξίσωσης Arrhenius και Eyring;
Η εξίσωση Arrhenius και Eyring είναι σημαντικές εξισώσεις στη φυσική χημεία. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης Arrhenius και Eyring είναι ότι η εξίσωση Arrhenius είναι μια εμπειρική εξίσωση ενώ η εξίσωση Eyring βασίζεται στη στατιστική μηχανική αιτιολόγηση. Επιπλέον, η εξίσωση Arrhenius χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση της διακύμανσης της θερμοκρασίας των συντελεστών διάχυσης, του πληθυσμού των κενών κρυστάλλων, των ρυθμών ερπυσμού και πολλών άλλων θερμικά επαγόμενων διεργασιών, ενώ η εξίσωση Eyring είναι χρήσιμη στη θεωρία μεταβατικής κατάστασης και εκεί, είναι γνωστή ως ενεργοποιημένη -θεωρία συμπλόκου.
Στο παρακάτω infographic παρουσιάζονται οι διαφορές μεταξύ της εξίσωσης Arrhenius και Eyring για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Εξίσωση Arrhenius εναντίον Eyring
Η εξίσωση Arrhenius και Eyring είναι σημαντικές εξισώσεις στη φυσική χημεία. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης Arrhenius και Eyring είναι ότι η εξίσωση Arrhenius είναι μια εμπειρική εξίσωση ενώ η εξίσωση Eyring βασίζεται στη στατιστική μηχανική αιτιολόγηση. Η εξίσωση Arrhenius χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση της μεταβολής της θερμοκρασίας των συντελεστών διάχυσης, του πληθυσμού των κενών κρυστάλλων, των ρυθμών ερπυσμού και πολλών άλλων θερμικά επαγόμενων διεργασιών. Η εξίσωση Eyring, από την άλλη πλευρά, είναι χρήσιμη στη θεωρία της μεταβατικής κατάστασης και εκεί, είναι γνωστή ως θεωρία ενεργοποιημένου συμπλέγματος.
