아이링 식 반응속도 계산기

아레니우스 식 k=A·e^(−Ea/RT)은 A와 Ea를 실험으로 맞추는 경험식이지만, 아이링 식은 반응물이 생성물로 가는 길목의 활성화 착물(‡) 자유에너지 ΔG‡ 하나만으로 전이상태이론에 따라 k를 계산합니다. kBT/h는 반응마다 다시 잴 필요가 없는 보편 상수(온도의 함수)입니다.

ΔH‡는 보통 kJ/mol, ΔS‡는 J/(mol·K)로 주어지는 관행이라 1000배가 어긋나기 때문입니다. 깁스 자유에너지 계산과 같은 함정이며, 이 계산기는 안에서 J로 맞춰 ΔG‡=ΔH‡−TΔS‡를 계산합니다.

활성화 착물의 자유에너지는 직접 잴 수 없지만 반응이 얼마나 빨리 일어나는지(k)는 실험으로 잴 수 있습니다. 그래서 ΔG‡=RT·ln(kBT/(hk))로 거꾸로 구하는 쪽이 실무에서 더 흔합니다.

같은 온도라면 반응 종류와 무관하게 같습니다. 25℃(298.15K)에서는 약 6.21×10¹²/s입니다. 이 값에 −ΔG‡/RT의 지수를 곱한 것이 속도상수입니다.

투과계수(transmission coefficient, κ)를 1로 가정합니다. 즉 활성화 착물에 도달한 반응물이 항상 생성물로 넘어간다고 봅니다. 대부분의 반응에서 무난한 가정이지만, 수소 원자 이동처럼 양자터널링이 두드러지는 반응에서는 κ가 1을 크게 넘어 이 계산기의 범위를 벗어납니다.

아이링 식 자체는 반응 차수를 가리지 않지만, 여기서 구한 k를 시간에 따른 농도 변화로 풀려면(반감기 포함) 1차 반응을 가정해야 합니다. 다른 차수의 적분 속도식이 필요하면 반응 속도식 계산기를 함께 쓰세요.