Arrhenius-Gleichungs-Rechner

Arrhenius-Gleichungs-Rechner | Kostenloses Online-Tool | Elysia Tools

Leitfaden zur Tool-Nutzung

Erfahren Sie, wann dieses Tool passt, was es unterstützt und wie Nutzer es anwenden.

Wichtige Fakten

Kategorie: Science & Education
Eingabetypen: select, number
Ausgabetyp: text
Sample-Abdeckung: 4
API bereit: Ja

Überblick

Der Arrhenius-Gleichungs-Rechner berechnet die Parameter der chemischen Reaktionskinetik anhand der Formel k = A·e^(−Ea/RT). Das Werkzeug unterstützt drei Berechnungsmodi: die Bestimmung der Geschwindigkeitskonstante k, die Ermittlung des präexponentiellen Faktors A oder die Berechnung der Aktivierungsenergie Ea über die Zweipunktmethode aus zwei Messwertpaaren.

Wann verwenden

Wenn die Geschwindigkeitskonstante k bei einer bestimmten Temperatur aus bekannten kinetischen Parametern bestimmt werden soll.
Wenn aus einer experimentell gemessenen Reaktionsgeschwindigkeit der Frequenzfaktor A berechnet werden muss.
Wenn aus zwei Temperatur-Geschwindigkeits-Messpunkten (k₁, T₁) und (k₂, T₂) die Aktivierungsenergie Ea ermittelt werden soll.

So funktioniert es

1Wählen Sie die gesuchte Zielgröße aus: Geschwindigkeitskonstante k, präexponentieller Faktor A oder Aktivierungsenergie Ea.
2Geben Sie die erforderlichen kinetischen Messwerte und Parameter wie Temperatur, Aktivierungsenergie oder Messpunkte ein.
3Wählen Sie die gewünschten Einheiten für Temperatur (Kelvin oder Celsius) und Aktivierungsenergie (kJ/mol oder kcal/mol) aus.
4Der Rechner wertet die Exponentialfunktion oder die logarithmische Zweipunktformel aus und gibt das berechnete Ergebnis samt Zwischenwerten aus.

Anwendungsfälle

Vorhersage von Reaktionsgeschwindigkeiten bei veränderten Prozesstemperaturen in Labor und Industrie.
Auswertung kinetischer Labormessungen zur Bestimmung der energetischen Reaktionsbarriere.
Berechnung des Frequenzfaktors A zur Modellierung von Stoßtheorien und Übergangszuständen.

Beispiele

1. Geschwindigkeitskonstante bei Raumtemperatur bestimmen

Laborchemiker

Hintergrund

Für eine homogene Reaktion ist die Aktivierungsenergie von 75 kJ/mol und ein präexponentieller Faktor von 10¹³ s⁻¹ bekannt.

Aufgabe

Berechnung der Geschwindigkeitskonstante k bei einer Standardtemperatur von 25 °C (298,15 K).

Verwendung

Modus 'k' wählen, A auf 1e13 setzen, Ea mit 75 kJ/mol und T mit 298,15 K eingeben.

solveFor: k, aFactor: 1e13, ea: 75, eaUnit: kJ, temp: 298.15, tUnit: K

Ergebnis

Der Rechner liefert eine Geschwindigkeitskonstante von k ≈ 0,725 s⁻¹.

2. Aktivierungsenergie aus zwei Temperaturpunkten ermitteln

Verfahrenstechniker

Hintergrund

Bei einer Temperaturerhöhung von 20 °C auf 30 °C verdoppelt sich die gemessene Reaktionsgeschwindigkeit von 1 auf 2.

Aufgabe

Bestimmung der Aktivierungsenergie Ea zur Überprüfung der RGT-Faustregel.

Verwendung

Modus 'Ea' wählen, k₁ = 1 bei T₁ = 293,15 K und k₂ = 2 bei T₂ = 303,15 K eintragen.

FAQ

Welche Gaskonstante R wird für die Berechnung verwendet?

Der Rechner verwendet die universelle Gaskonstante R ≈ 8,31446 J/(mol·K) bzw. den entsprechenden Wert in Kalorien für die Umrechnung.

In welchen Einheiten kann die Aktivierungsenergie angegeben werden?

Die Aktivierungsenergie Ea kann wahlweise in kJ/mol oder kcal/mol eingegeben werden; die Ergebnisse enthalten beide Einheiten.

Muss die Temperatur zwingend in Kelvin eingegeben werden?

Nein, Sie können zwischen Kelvin (K) und Grad Celsius (°C) wählen. Die Umrechnung in Kelvin erfolgt für die Formel automatisch.

Welche Einheit hat die berechnete Geschwindigkeitskonstante k?

Die Einheit von k entspricht immer der Dimension, die für den präexponentiellen Faktor A eingegeben wurde (z. B. s⁻¹ oder L/(mol·s)).

Wie funktioniert die Zweipunktmethode zur Bestimmung von Ea?

Sie nutzt das Verhältnis zweier Geschwindigkeitskonstanten bei zwei Temperaturen über die Formel Ea = R·ln(k₂/k₁)·T₁T₂/(T₂−T₁).

solveFor: Ea, k1: 1, t1: 293.15, k2: 2, t2: 303.15, eaUnit: kJ

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So funktioniert es

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1. Geschwindigkeitskonstante bei Raumtemperatur bestimmen

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