Калькулятор константы скорости реакции

Введите расчет

Предэкспоненциальный множитель A (1/с)

Энергия активации Ea (Дж/моль)

Температура T (К)

Результатов

Константа скорости k

0,713219

в единицах A (например, 1/с)

R · T (Дж/моль)	2 477,57
Показатель степени −Ea/(R·T)	-30,271572

Что это за калькулятор?

Этот инструмент вычисляет константу скорости реакции k по уравнению Аррениуса — одному из фундаментальных соотношений химической кинетики. Зная предэкспоненциальный множитель (частотный фактор) A, энергию активации Ea и абсолютную температуру T, калькулятор возвращает k в тех же единицах, что и A. Это универсальная физическая химия — расчёт не зависит ни от страны, ни от каких-либо нормативных правил.

Как пользоваться

Введите предэкспоненциальный множитель A (для простых мономолекулярных реакций он часто составляет около 10¹³ 1/с), энергию активации Ea в джоулях на моль и температуру в кельвинах. Калькулятор использует универсальную газовую постоянную \(R = 8{,}314\ \text{Дж/(моль}\cdot\text{К)}\). Убедитесь, что энергия активации задана именно в Дж/моль, а не в кДж/моль: значения в кДж/моль нужно предварительно умножить на 1000.

Разбор формулы

Уравнение Аррениуса записывается так: $$k = A \cdot e^{-E_a / (R \cdot T)}$$ Экспоненциальный член — это фактор Больцмана: он показывает долю столкновений молекул, обладающих достаточной энергией для реакции. С ростом температуры показатель степени становится менее отрицательным, поэтому k быстро увеличивается. Чем выше энергия активации, тем более отрицательным становится показатель — и тем медленнее идёт реакция.

Константа скорости k резко возрастает с повышением температуры T.

Энергия активации Ea — это высота барьера, который должен преодолеть температурный член в уравнении Аррениуса.

Пример расчёта

Пусть \(A = 1\times10^{13}\) 1/с, \(E_a = 75\,000\) Дж/моль, \(T = 298\) К. Тогда $$R \cdot T = 8{,}314 \times 298 = 2477{,}572\ \text{Дж/моль}$$ Показатель степени равен $$-75000 / 2477{,}572 = -30{,}272$$ Отсюда $$k = 10^{13} \times e^{-30{,}272} \approx 10^{13} \times 7{,}13\times10^{-14} \approx 0{,}713\ \text{1/с}$$

Частые вопросы

В каких единицах получается k? В тех же, что и A. Для реакций первого порядка A и k измеряются в 1/с, для реакций второго порядка — в л/(моль·с).

В чём задавать Ea — в кДж или в Дж? Калькулятор ожидает значение в Дж/моль. Чтобы перевести кДж/моль в Дж/моль, умножьте на 1000.

Почему небольшое изменение температуры так сильно влияет на результат? Потому что температура стоит в показателе экспоненты — даже умеренный нагрев может увеличить константу скорости в несколько раз. По эмпирическому правилу скорость примерно удваивается при повышении температуры на каждые 10 К.