एक्टिवेशन एनर्जी की गणना कैसे करें

सक्रियण ऊर्जा ऊर्जा की मात्रा है जिसे आगे बढ़ने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए। नीचे दी गई उदाहरण समस्या यह दर्शाती है कि विभिन्न तापमानों पर प्रतिक्रिया दर स्थिरांक से प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा का निर्धारण कैसे किया जाता है।

एक दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया देखी गई। प्रतिक्रिया की दर तीन डिग्री सेल्सियस पर स्थिर 8.9 x 10 पाया गया^-3 एल / मोल और 7.1 x 10^-2 35 डिग्री सेल्सियस पर एल / मोल। इस प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा क्या है?

सक्रियण ऊर्जा समीकरण का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है:
ln (के₂/क₁) = ई_ए/ आर एक्स (1 / टी₁ - 1 / टी₂)
कहाँ पे
इ_ए = जे ​​/ मोल में प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा
R = आदर्श गैस स्थिरांक = 8.3145 J / K · mol
टी₁ और टी₂ = पूर्ण तापमान (केल्विन में)
क₁ और के₂ = T पर प्रतिक्रिया की दर स्थिर रहती है₁ और टी₂

चरण 1: तापमान को डिग्री सेल्सियस से केल्विन में परिवर्तित करें
टी = डिग्री सेल्सियस + 273.15
टी₁ = 3 + 273.15
टी₁ = 276.15 के
टी₂ = 35 + 273.15
टी₂ = 308.15 केल्विन

चरण 2 - ई खोजें_ए
ln (के₂/क₁) = ई_ए/ आर एक्स (1 / टी₁ - 1 / टी

उत्तर: इस प्रतिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा 4.59 x 10 है⁴ जे / मोल या 45.9 kJ / मोल।

एक प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा की गणना करने का एक और तरीका है ln k (दर स्थिर) बनाम 1 / T (केल्विन में तापमान का व्युत्क्रम) ग्राफ करना। साजिश समीकरण द्वारा व्यक्त एक सीधी रेखा बनाएगी:

म = - ई_ए/ आर

जहाँ m लाइन की ढलान है, Ea सक्रियण ऊर्जा है, और R 8.314 J / mol-K का आदर्श गैस स्थिरांक है। यदि आपने सेल्सियस या फ़ारेनहाइट में तापमान माप लिया, तो याद रखें कि 1 / टी की गणना करने और ग्राफ़ की साजिश रचने से पहले उन्हें केल्विन में परिवर्तित करें।

यदि आप प्रतिक्रिया बनाम ऊर्जा की ऊर्जा का एक प्लॉट बनाते हैं, तो आपस की ऊर्जा में अंतर होता है अभिकारक और उत्पाद ΔH होंगे, जबकि अतिरिक्त ऊर्जा (उत्पादों के ऊपर वक्र का भाग) सक्रिय होगी ऊर्जा।

ध्यान रखें, जबकि अधिकांश प्रतिक्रिया दर तापमान के साथ बढ़ जाती है, कुछ ऐसे मामले हैं जहां तापमान के साथ प्रतिक्रिया की दर घट जाती है। इन प्रतिक्रियाओं में नकारात्मक सक्रियण ऊर्जा होती है। इसलिए, जब आप सक्रियण ऊर्जा को एक सकारात्मक संख्या होने की उम्मीद करते हैं, तो ध्यान रखें कि यह संभव है कि यह नकारात्मक भी हो।

स्वीडिश वैज्ञानिक स्वेन्ते अरहेनियस 1880 में "सक्रियण ऊर्जा" शब्द का प्रस्ताव किया गया था ताकि उत्पादों को बातचीत करने और बनाने के लिए रासायनिक अभिकारकों के सेट के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा को परिभाषित किया जा सके। एक आरेख में, सक्रियण ऊर्जा को ऊर्जा के दो न्यूनतम बिंदुओं के बीच ऊर्जा अवरोध की ऊंचाई के रूप में चित्रित किया जाता है। न्यूनतम बिंदु स्थिर अभिकारक और उत्पादों की ऊर्जा हैं।

यहां तक ​​कि एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं, जैसे कि मोमबत्ती जलाना, ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है। दहन के मामले में, एक जलाया हुआ मैच या अत्यधिक गर्मी प्रतिक्रिया शुरू करता है। वहां से, प्रतिक्रिया से विकसित उष्मा ऊर्जा को आत्मनिर्भर बनाने के लिए आपूर्ति करती है।