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Arrheniusの式(速度論)について

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お礼率 100% (5/5)

 卒論を書くのにこれでてまどっています。式の意味は分かったのですが,
活性化エネルギー=エネルギー障壁の高さの関係がよく分かりません。
 化学反応は温度に依存するといいますが、反応が進行するときどのような
変化が温度に依存しているのでしょうか?基本的なことが分かっていないので
教えてください。参考書をいくつか読んだのですが、あまり参考にならなかっ
たのでお願いします。 
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.3
レベル13

ベストアンサー率 64% (700/1089)

物質が一応その状態にあるのですから,
とりあえずは安定しているわけですね.
つまり,窪地のようなところにいる(窪地A).
高さがエネルギー(本当は自由エネルギー)だと思ってください.
さて,離れたところにもっと低い窪地Bがあるとしましょう.
エネルギーが低い方に行きたがるのが大原則ですから,
窪地Bに行きたいのですが,
窪地Aと窪地Bの間にはちょっと高いところがある.
高いところがなければ,両方が窪地になりませんね.
高いところがエネルギー障壁で,
窪地Aからのエネルギー差をΔE としましょう.
高いところを越えなければ窪地Bに行けない.
さて,温度エネルギーで障壁ΔEを越えられる確率は
exp(- ΔE/RT) に比例します.
R は気体定数,Tは絶対温度.
この exp(- ΔE/RT) はどこかで見ましたよね!
障壁を越えれば,窪地Bまで勝手に転がり落ちます.
そうすると,Tが大きい方が窪地Bへ移りやすいですか?
それともそ,Tが小さい方?
わかりますよね.
で,反応速度はどうなります?

ついでに,上のたとえで触媒の説明もしましょう.
触媒は窪地Aと窪地Bの高さは変えませんが,
障壁に切り通し(あるいはトンネル)をつくって,
ΔE の高さを低くします.
そうすると,exp(- ΔE/kT) はどう変化します?
反応速度はどう変化します?

なお,物理の方では確率因子を exp(- ΔE/kT)
(k はボルツマン定数)の形に書くことが普通です.
両者ではΔE の定義が違い,
exp(- ΔE/RT) のときはモル当たり
exp(- ΔE/kT) のときは1分子当たりです.
実際,R=Nk (N はアボガドロ数) ですからOKですね.
お礼コメント
sabuwekiko

お礼率 100% (5/5)

 このことが一番知りたかったことです。だから温度が高いと反応がよく進む
ということがよく分かりました。ありがとうがざいました。
投稿日時 - 2001-01-26 09:50:34
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その他の回答 (全2件)

  • 回答No.1
レベル10

ベストアンサー率 39% (64/164)

その反応を起こすために一時的に 高いエネルギー状態(無理がある状態)になってからでないと 反応が進まないということで、活性化エネルギーというのは、 どれくらい無理な状態かということです。 人だって、そのまま飛び上がれないから、反動をつけたりしますよね。 それと同じようなものだと思って下さい。 反応速度のことを言ってるのかな? 温度が高いということは分子運動が活発になりますよね?そうな ...続きを読む
その反応を起こすために一時的に
高いエネルギー状態(無理がある状態)になってからでないと
反応が進まないということで、活性化エネルギーというのは、
どれくらい無理な状態かということです。

人だって、そのまま飛び上がれないから、反動をつけたりしますよね。
それと同じようなものだと思って下さい。

反応速度のことを言ってるのかな?
温度が高いということは分子運動が活発になりますよね?そうなると反応速度はどうなると思います?また、発熱を伴う反応の場合、系内の温度が上がっていくので、どうなるでしょう?
お礼コメント
sabuwekiko

お礼率 100% (5/5)

 反応速度のこともよくわかっていませんでした。教えていただいたホームぺージ大変参考になりました。ありがとうざいました。
投稿日時 - 2001-01-26 10:02:17


  • 回答No.2
レベル2

ベストアンサー率 0% (0/1)

非常に大雑把なイメージで、次のように考えると 分かりやすいのでないか、と思います。 化学反応が進行するためには、反応物のある部分の化学結合が 切断されて、別の化学結合が形成されて生成物となる。 その化学結合を切断するには、エネルギーが必要。 温度が高くなると、その反応物が持つ熱エネルギーが 大きくなるから、反応が進行しやすい。 活性化エネルギーは、化学結合を切断するのに必要なエネルギ ...続きを読む
非常に大雑把なイメージで、次のように考えると
分かりやすいのでないか、と思います。

化学反応が進行するためには、反応物のある部分の化学結合が
切断されて、別の化学結合が形成されて生成物となる。
その化学結合を切断するには、エネルギーが必要。
温度が高くなると、その反応物が持つ熱エネルギーが
大きくなるから、反応が進行しやすい。

活性化エネルギーは、化学結合を切断するのに必要なエネルギーで、
そのエネルギーより大きなエネルギーを反応物の分子が持つと、
化学結合が切断されて(エネルギー障壁高さを超えて)、
反応が進行する。

ということで、良いでしょうか?
お礼コメント
sabuwekiko

お礼率 100% (5/5)

 活性化エネルギーの意味がわかりました。参考書ではイメージが湧かなかったので苦労していました。ありがとうざいます。
投稿日時 - 2001-01-26 09:57:11
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