Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 013 работающих калькуляторов

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА · ОНЛАЙН

Энергия активации по графику Аррениуса

Калькулятор строит линейную зависимость ln k от 1000/T по измерениям константы скорости при нескольких температурах и находит наклон, свободный член, коэффициент детерминации R² и прогноз ln k для выбранной температуры. Это линеаризованное уравнение Аррениуса: по наклону определяют энергию активации, по свободному члену — предэкспоненциальный множитель.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Для T = 340, 330, 320, 310, 300 К. Разделите 1000 на температуру в кельвинах; значения должны строго возрастать, то есть температуры идут по убыванию.
Натуральный логарифм константы скорости при тех же температурах, в том же порядке, что и значения 1000/T.
Для температуры T введите 1000/T; например, для 333,3 К это 3.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Линейная регрессия

Свободный член16,119223
Наклон-6,014021
Прогноз y(x)-1,922842
R²1
Наблюдений5

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Метод наименьших квадратов для зависимости y=a+b·x; R² измеряет качество подгонки на исходных наблюдениях, но не гарантирует прогноз вне обучающего диапазона.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

График Аррениуса: как найти энергию активации по температурной зависимости k

Скорость большинства химических реакций быстро растёт с температурой, и эта зависимость описывается уравнением Аррениуса. Чтобы определить энергию активации из опыта, константу скорости измеряют при нескольких температурах и строят график в линейных координатах.

Калькулятор выполняет линейную регрессию ln k от 1000/T и показывает наклон, свободный член, R² и прогноз для заданной температуры. Далее описано, как подготовить данные и получить из результата энергию активации и предэкспоненциальный множитель.

Линейная форма уравнения Аррениуса

Исходное уравнение имеет вид k = A·exp(−Ea / RT), где A — предэкспоненциальный множитель, Ea — энергия активации, R = 8,314 Дж/(моль·К), T — температура в кельвинах. Логарифмирование даёт ln k = ln A − Ea/(R·T), то есть линейную зависимость ln k от 1/T.

Чтобы числа были удобнее, по оси x откладывают 1000/T. Тогда наклон прямой равен −Ea/(1000·R), а Ea в килоджоулях на моль получается умножением минус наклона на 8,314. Свободный член прямой равен ln A.

Подготовка данных

Для каждого измерения переведите температуру в кельвины (T = t + 273,15), вычислите 1000/T и натуральный логарифм константы скорости. Значения вводите через пробел, ряды x и y должны иметь одинаковую длину и один порядок. Значения x должны строго возрастать, поэтому температуры записывают от высокой к низкой.

Константы скорости должны быть получены в одинаковых условиях и единицах. Смешивать результаты разных порядков реакции нельзя, так как предэкспонента будет иметь разные размерности. Чем шире интервал температур, тем надёжнее определяется наклон.

Числовой пример

Для температур 340, 330, 320, 310 и 300 К значения x равны 2,9412; 3,0303; 3,125; 3,2258; 3,3333, а измеренные ln k составили −1,569; −2,105; −2,675; −3,281; −3,927. Регрессия даёт наклон −6,01402 и свободный член 16,1192 при R² около 0,9999999.

Отсюда Ea = 6,01402 · 8,3145 ≈ 50,0 кДж/моль, а A = e^16,1192 ≈ 1,0·10⁷ в единицах k. Прогноз для x = 3 (около 333,3 К) равен −1,9228, то есть k ≈ 0,146.

Как оценить качество прямой

Коэффициент R² показывает, какая доля разброса ln k объясняется линейной зависимостью. Значения, очень близкие к единице, говорят о хорошем согласии, но не гарантируют правильность механизма: при трёх точках R² почти всегда высок.

Надёжность Ea растёт с числом температур и точностью k. Небольшая ошибка в k при близких температурах сильно искажает наклон, поэтому разность температур между крайними точками должна составлять не менее нескольких десятков градусов.

Ограничения метода

Простое уравнение Аррениуса предполагает, что Ea не зависит от температуры. Для сложных реакций, ферментативных процессов и реакций с диффузионным контролем график изгибается, и линейная аппроксимация даёт усреднённое значение.

Результат нельзя использовать для экстраполяции за пределы изученного диапазона температур без проверки, особенно для опасных или экзотермических процессов. Калькулятор не оценивает погрешность Ea: для этого нужны доверительные интервалы наклона.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

ln k = ln A − (Ea / 1000R) · (1000/T), Ea = −наклон · 8,314 кДж/моль

Проверенные примеры

Пять температур от 300 до 340 К

Для x = 1000/T: 2,9412; 3,0303; 3,125; 3,2258; 3,3333 (T от 340 до 300 К) измерены ln k: −1,569; −2,105; −2,675; −3,281; −3,927. Найдите Ea и A.

Наклон ≈ −6,01402; свободный член ≈ 16,1192; Ea ≈ 6,01402 · 8,3145 ≈ 50,0 кДж/моль; A = e^16,1192 ≈ 1,0·10⁷ в единицах k; R² ≈ 0,9999999.

Прямая через четыре точки

x: 2,75; 3; 3,25; 3,5; y: 3; 1,5; 0; −1,5. Каков наклон?

Наклон равен −6, свободный член 19,5, R² = 1; Ea = 6 · 8,3145 ≈ 49,9 кДж/моль.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Измерьте константу скорости k при нескольких температурах и переведите их в кельвины.
  2. Для каждой температуры вычислите 1000/T и ln k.
  3. Введите ряды значений через пробел в одном порядке и значение 1000/T для прогноза.
  4. Энергия активации: Ea = −наклон · 8,314 кДж/моль; предэкспонента A = e^(свободный член) в единицах k.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как получить Ea из наклона?

При x = 1000/T умножьте наклон на −8,314: получится кДж/моль. Если откладывать 1/T без множителя 1000, то Ea в Дж/моль равна −наклон · 8,314.

В каких единицах получается предэкспонента?

В тех же, что и константа скорости k. Для реакции первого порядка — с⁻¹, для второго порядка — л/(моль·с). Калькулятор показывает только свободный член, а A следует вычислить как e в этой степени.

Что означает низкое значение R²?

Точки заметно отклоняются от прямой: возможны ошибки измерений, смена механизма или влияние диффузии. Значение Ea в этом случае ненадёжно, лучше повторить измерения или увеличить число температур.

Похожие калькуляторы

▦ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Концентрация при постоянном образовании и распаде первого порядка

Концентрация вещества через заданное время при постоянной скорости образования и расходе по первому порядку; в пределе она приближается к стационарному уровню b/k.

▦ХИМИЯ

Площадь под кривой концентрации реагента

Оценивает временной интеграл концентрации по дискретным лабораторным пробам методом трапеций. Сортируйте точки по времени и задавайте концентрации в одном масштабе; неравномерные интервалы допускаются.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_050226/

Предварительный просмотр