关于Arrhenius公式的几点讨论
张晨曦, 苏涵, 张树永

Discussions on the Arrhenius Equation
Chenxi Zhang, Han Su, Shuyong Zhang
表2 Arrhenius公式及形式相似的热力学公式汇总
公式微分式积分式物理意义使用条件
Arrhenius公式$ \frac{{{\text{dln}}k}}{{{\text{d}}T}} = \frac{{{E_{\text{a}}}}}{{R{T^{\text{2}}}}} $$ \ln k=-E_{\mathrm{a}} / R T+B $k–T满足$ r = k{c^n} $或$ r = k{p^n} $、小温度范围
van't Hoff方程$ {(\frac{\text{dln}{K}_{p}}{\text{d}T})}_{p}=\frac{\Delta {H}^{\ominus}}{R{T}^{2}} $
$ {(\frac{\text{dln}{K}_{c}}{\text{d}T})}_{p}=\frac{\Delta {U}^{\ominus}}{R{T}^{2}} $
$ \text{ln}{K}_{p}^{\ominus}=-\Delta {H}^{\ominus}\text{/}RT+B $$ \text{ln}{K}_{c}^{\ominus}=-\Delta {U}^{\ominus}\text{/}RT+B $K–T化学平衡、恒压或恒容
化学势(任意组分)纯组分或溶剂:$ \frac{\mathrm{d} \ln \left(f / p^{\ominus}\right)}{\mathrm{d} T}=\frac{\mu^{\ominus}-\mu}{R T^{2}}$纯组分或溶剂:
$ \mathrm{ln}(f\text{/}{p}^{\ominus})=-\frac{{\mu }^{\ominus}-\mu }{RT} $
标准态→计算状态,a–T化学势平衡
液态混合物或溶液组分:$ \frac{\mathrm{d} \ln a_{\mathrm{B}}}{\mathrm{d} T}=\frac{\mu^{\ominus}-\mu}{R T^{2}} $液态混合物或溶液组分:$ \text{ln}{a}_{\text{B}}=-\frac{{\mu }^{\ominus}-\mu }{RT} $
液滴表面:$ \frac{\mathrm{d} \ln \left(p_{\mathrm{r}} / p\right)}{\mathrm{d} T}=\frac{\mu-\mu_{\mathrm{r}}}{R T^{2}}$表面:$ {\text{ln}}\frac{{{p_{\text{r}}}}}{p} = - \frac{{\mu - {\mu _{\text{r}}}}}{{RT}} $
依数性公式凝固点降低公式:$ \left(\frac{\mathrm{d} \ln a_{\mathrm{A}}}{\mathrm{d} T}\right)_{p}=-\frac{\Delta_{\mathrm{fus}} H_{\mathrm{m}}^{\ominus}}{R T^{2}} $
沸点升高公式:$ \left(\frac{\mathrm{d} \ln a_{\mathrm{A}}}{\mathrm{d} T}\right)_{p}=-\frac{\Delta_{\text {vap }} H_{\mathrm{m}}^{\ominus}}{R T^{2}}$
凝固点降低公式:$ \text{ln}{a}_{\text{A}}=\frac{{\Delta }_{\text{fus}}{H}_{\text{m}}^{\ominus}}{R}(\frac{1}{{T}_{\text{f}}^{*}}-\frac{1}{{T}_{\text{f}}}) $
沸点升高公式:$ \ln a_{\mathrm{A}}=\frac{\Delta_{\mathrm{vap}} H_{\mathrm{m}}^{\ominus}}{R}\left(\frac{1}{T_{\mathrm{b}}}-\frac{1}{T_{\mathrm{b}}^{*}}\right)$
非挥发性溶质,$ {\Delta }_{\text{fus}}{H}_{\text{m}}^{\ominus}-{T}_{\text{f}} $或$ {\Delta }_{\text{vap}}{H}_{\text{m}}^{\ominus}-{T}_{\text{b}} $相平衡,含不挥发性溶质的稀溶液
Clausius-Clapeyron方程$ \frac{\mathrm{d} \ln p}{\mathrm{~d} T}=\frac{\Delta_{\text {vap }} H_{\mathrm{m}}}{R T^{2}} $$ {\text{ln}}\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{{\Delta _{{\text{vap}}}}{H_{\text{m}}}}}{R}(\frac{1}{{{T_1}}} - \frac{1}{{{T_2}}}) $单组分纯物质相平衡时,p–T气-液或气-固相平衡
吸附热方程$ \left(\frac{\mathrm{d} \ln |p|}{\mathrm{d} T}\right)_{a}=-\frac{\Delta_{\mathrm{ads}} H_{\mathrm{m}}}{R T^{2}}$$ {\text{ln}}\frac{{{p_2}}}{{{p_1}}} = \frac{{{\Delta _{{\text{ads}}}}{H_{\text{m}}}}}{R}(\frac{1}{{{T_2}}} - \frac{1}{{{T_1}}}) $吸附量一定时,p质,平衡–T吸附平衡,吸附等量线