Calcolatore cinetica collisioni

Un calcolatore di velocità per teoria delle collisioni trasforma i quattro numeri della teoria semplice delle collisioni nella costante di velocità effettiva che Lei scriverebbe accanto a un fattore pre-esponenziale di Arrhenius. Inserisca la frequenza di collisione Z, il fattore sterico adimensionale p, l'energia di attivazione Ea e la temperatura assoluta T (opzionalmente la costante dei gas R); lo strumento moltiplica p per Z per il fattore di Boltzmann e elevato a meno Ea su R T, quindi restituisce k con il prefattore, il termine esponenziale, un breve messaggio e i passaggi di sostituzione ordinati. Controlli dei compiti, stime di laboratorio che già citano Z e p, e valori attesi per kata di programmazione richiedono lo stesso k deterministico senza foglio di calcolo né CAS.

Cosa calcola la teoria delle collisioni per la costante di velocità

La teoria semplice delle collisioni modella un passo elementare bimolecolare come prodotto di quanto spesso le molecole urtano, quanto spesso quegli urti hanno l'orientamento corretto e quale frazione degli incontri porta energia sufficiente a superare la barriera di attivazione. La formula compatta è k uguale a p per Z per e elevato a meno Ea su R T.

Qui Z è la frequenza di collisione o il numero di collisioni in unità che corrispondono alla legge di velocità desiderata (ad esempio secondi reciproci per un fattore di frequenza di stile del primo ordine, o unità dipendenti dalla concentrazione per processi del secondo ordine), p è il fattore sterico o di orientamento di solito tra zero e uno, Ea è l'energia di attivazione molare, T è la temperatura assoluta in kelvin e R è la costante dei gas in unità di energia coerenti con Ea.

Moltiplicare p per Z costruisce un fattore di frequenza effettivo A_eff che svolge lo stesso ruolo della A di Arrhenius quando entrambi sono trattati come costanti alla temperatura di lavoro. Il termine esponenziale è il fattore di Boltzmann che sopprime la velocità quando la barriera è alta rispetto all'energia termica. La temperatura assoluta deve essere in kelvin; una temperatura di zero rende Ea su R T indefinito, che è il percorso di errore documentato di questa capacità.

Frequenze di collisione o fattori sterici non positivi sono pure rifiutati perché un prefattore non positivo non darebbe una costante di velocità positiva fisica sotto questo modello. Il percorso di verifica ricalcola lo stesso prodotto intermedio R T, Ea su R T, fattore di Boltzmann e prefattore p Z con lo stesso arrotondamento fisso usato per i campi pubblicati, così una risposta di successo include sempre passaggi che Lei può asserire nei test o nei fogli di lavoro.

Consigli pratici, unità, limiti e ricerche correlate

Converta i Celsius in kelvin prima della chiamata: aggiunga duecentosettantatré virgola uno cinque a °C; non passi mai Celsius puri in t. Mantenga Ea e R in unità di energia coerenti affinché il rapporto Ea su R T sia corretto: con la R predefinita vicina a otto virgola tre uno quattro joule per mole per kelvin, inserisca Ea in joule per mole, oppure passi R vicino a zero virgola zero zero otto tre quando la Sua tabella elenca chilojoule per mole.

I fattori sterici dei libri di testo sono spesso da zero virgola uno a uno; valori superiori a uno sono accettati matematicamente ma vanno giustificati fisicamente.

Questa pagina intercetta chi cerca un calcolatore di velocità per teoria delle collisioni, fattore sterico frequenza di collisione costante di velocità, o strumento k uguale a p Z e alla meno Ea su R T; non è uno stimatore di Z a sfere rigide da diametri molecolari, né un risolutore di Ea di Arrhenius a due punti da due velocità, né un calcolatore di emivita o di legge di velocità integrata.

Preferisca questa capacità quando ha già Z, p, Ea e T e le serve solo k; se la fonte è un problema in °C, converta prima. I controlli andata e ritorno sono semplici: formi R T, divida Ea per quel prodotto, prenda exp del negativo, moltiplichi per p Z e confermi che il risultato eguaglia il k pubblicato entro lo stesso arrotondamento a dodici decimali.