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과학

활성화 에너지

활성화 에너지과학
영문명
Activation energy
기호
Eₐ
주요 의미
속도 계수의 온도 의존성
흔한 단위
J/mol 또는 kJ/mol
활성화 에너지는 반응의 속도 계수가 온도에 따라 달라지는 양상을 나타내는 경험적 매개변수다. 아레니우스 활성화 에너지라고도 하며, 단순히 반응물과 생성물 사이의 에너지 차이와 같은 양은 아니다.

속도가 온도에 얼마나 민감한가

활성화 에너지는 온도를 바꿨을 때 속도 계수의 로그가 어떻게 변하는지와 연결된다. 열역학적 온도 T와 기체 상수 R을 사용하면 Eₐ=RT²d(ln k)/dT로 정의한다. 즉 어떤 한 온도에서 측정한 반응 속도 하나만으로 정하는 값은 아니다.

에너지 차이와 구별한다

반응물과 생성물의 에너지 차이는 출발과 도착 상태를 비교한다. 활성화 에너지는 속도 계수의 온도 의존성에 관한 양이다. 따라서 에너지를 방출하는 반응이라는 사실만으로 활성화 에너지가 0이라고 판단할 수는 없다.

장벽 그림을 읽을 때

간단한 반응 경로 그림은 활성화 과정을 고개를 넘는 모습으로 설명하는 데 도움이 된다. 그러나 실험에서 얻은 아레니우스 매개변수를 모든 경우에 하나의 퍼텐셜 에너지 장벽 높이와 정확히 같다고 놓을 수는 없다. 어떤 속도 모형과 온도 범위를 사용하는지 확인한다.

단위를 맞춰 사용한다

몰당 에너지로 나타낸 Eₐ와 기체 상수 R을 함께 쓰면 단위를 일치시켜야 한다. Eₐ를 kJ/mol로 넣고 R을 J mol⁻¹ K⁻¹로 넣은 채 계산하면 천 배의 차이가 생긴다. 온도 역시 절대온도인 켈빈으로 사용한다.

관련 문서

아레니우스 식 / 속도 상수 / 반응 속도 / 전이 상태 / 온도 / 켈빈 / 단위 환산