Calculadora de velocidade de reacao por Arrhenius

Equação de Arrhenius: dependência da constante de velocidade com a temperatura

A equação de Arrhenius k = A·e^(−Ea/RT) liga a constante de velocidade k de uma reação química à temperatura absoluta T (em kelvin). A é o fator pré-exponencial (frequência de colisões e fator de orientação), Ea a energia de ativação (J/mol) e R = 8,314 J/(mol·K). Proposta por Svante Arrhenius em 1889 (Nobel de Química em 1903), ela captura a regra empírica de que cada 10°C dobra a velocidade da reação. Exemplo: com A = 1×10¹⁰, Ea = 50.000 J/mol, T = 298,15 K, k ≈ 1×10¹⁰·e^(−20,17) ≈ 19. Tirando o ln dos dois lados: ln k = ln A − Ea/(RT) — uma reta no gráfico 1/T vs ln k, cuja inclinação fornece Ea.

Aplicações e contexto

Usada em cinética química, previsão de vida útil de alimentos (coeficiente Q10), estabilidade farmacêutica (envelhecimento acelerado ICH Q1A), química industrial (projeto de reatores), degradação de baterias e cura de polímeros. Praticamente todo estudo de catálise reporta Ea obtida via gráfico de Arrhenius.

Perguntas frequentes

Por que exponencial? Só moléculas com energia acima de Ea reagem; a distribuição de Maxwell-Boltzmann dá essa fração como e^(−Ea/RT).

Sempre vale? Não — em T muito alta ou em reações com tunelamento quântico, a relação linear ln k vs 1/T quebra; usa-se a equação de Eyring da teoria do estado de transição.

Como obter Ea experimentalmente? Mede-se k em várias temperaturas, plota ln k contra 1/T e multiplica a inclinação por −R.