Arrhenius Equation   아레니우스 방정식

1. Arrhenius Equation (아레니우스 방정식)

  ㅇ 화학 반응의 속도 상수(rate constant)와 절대 온도 사이의 관계를 나타내는 경험식
     - 온도가 높아질수록 반응 속도 상수 k가 증가하는 이유를 설명
     - 반응의 활성화 에너지(Activation Energy)를 구하는 데 널리 사용됨

  ㅇ (표현식)  k = z p exp(-Ea/RT) = A exp(-Ea/RT)
     -  k : 화학 반응 속도 상수 (Rate Constant)
     -  z : 충돌 빈도
     -  p : 입체 인자 (steric factor)  (0 < p ≤ 1)
        . 반응에 적합한/유효한 배향을 갖는 충돌의 분율
     -  A = z p : 빈도 인자(Pre-exponential Factor, Frequency Factor)
        . 반응물의 충돌 빈도와 배향 효과를 모두 포함하는 상수
     -  exp(-Ea/RT) : 반응을 일으키는데 필요한 에너지를 갖는 충돌의 분율
        .  Ea : 활성화 에너지 (화학반응이 일어나기 위해 필요한 에너지의 양)
        .  R : 기체 상수
        .  T : 절대 온도

  ㅇ (의미)
     - 반응은 충분한 에너지(Ea)를 가진 분자끼리 충돌해야 일어남
     - 온도가 상승하면 고 에너지 분자의 비율이 증가하여 k가 지수적으로 커짐
     - 활성화 에너지가 클수록 반응은 느리고, 작을수록 빠르게 진행됨

  ㅇ (용도)
     - 온도에 따른 반응 속도 예측
     - 화학 반응의 활성화 에너지(Ea) 산출
     - 촉매의 효과 분석
        . 촉매는 일반적으로 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 증가시킴
     - 화학공정 설계, 재료 열화 분석, 반도체 공정, 배터리 수명 예측 등 다양한 분야에 활용