Persamaan Eyring, serta persamaan Arrhenius, menggambarkan hubungan antara suhu dan laju reaksi. Sebenarnya, persamaan Arrhenius hanya dapat diterapkan pada kinetika reaksi dalam gas.
Di sisi lain, persamaan Eyring juga digunakan dalam studi reaksi dalam larutan dan kasus lain di mana caral tumbukan sederhana tidak terlalu membantu.
Persamaan Arrhenius didasarkan pada pengamatan empiris yang menghubungkan suhu dengan kecepatan reaksi, sedangkan persamaan Eyring adalah konstruksi teoritis, berdasarkan caral keadaan transisi.
Misalkan reaksi antara dua molekul A dan B, yang bereaksi untuk memperoleh produk C:
Kecepatan reaksi akan diberikan oleh persamaan berikut:
Memperhatikan teori transisi negara, A dan B akan berada dalam tidak stabil keadaan transisi ( AB ‡ ) , sebelum menjadi C.
Ada “penghalang energi” di jalur antara reaktan A dan B dan produk C. Penghalang ini menentukan jumlah energi minimum yang diperlukan untuk terjadinya reaksi. Energi ini disebut entalpi aktivasi.
Seperti terlihat pada grafik di atas, pada awal reaksi A dan B terpisah tetapi saling mendekat. Jika molekul memiliki energi yang cukup, reaksi akan dimulai. Negara energi maksimum dalam reaksi dalam keadaan transisi, ketika A dan B membentuk keadaan transisi yang tidak stabil ( AB ‡ ). Kemudian grafik turun ke tingkat energi rendah, ketika C diproduksi.
Kecepatan reaksi ini juga tergantung pada konsentrasi A dan B, oleh karena itu, kecepatan ini akan dijelaskan dengan persamaan berikut:
k ‡ yaitu sebuah termodinamika statistik konstan, yang dikenal sebagai konstanta keadaan transisi:
k B = Konstanta Boltzmann [1,381 · 10 -23 J · K -1 ] T = suhu mutlak dalam derajat Kelvin [K] h = Konstanta Planck [6.626 · 10 -34 J · s] Selain itu, konsentrasi keadaan transisi [AB ‡ ] dapat berhubungan dengan konsentrasi reaktan A dan B (yang dalam pseudo-equilibrium) dengan hukum aksi massa
K ‡ = termodinamika konstanta kesetimbangan
Mengganti k ‡ dan [AB ‡ ] dalam persamaan 4, dengan persamaan 5 dan 6 kita memiliki:
Melihat persamaan 2, kita dapat menggabungkannya dengan persamaan 7, dan kita mendapatkan konstanta k untuk seluruh reaksi:
Ada ekspresi lain untuk konstanta K , menurut hukum van´t Hoff:
AG ‡ adalah energi bebas aktivasi, juga digambarkan sebagai fungsi entropi aktivasi, aktivasi entalpi dan temperatur:
R = konstanta gas universal = 8,3145 [J · mol -1 · K -1 ]
AG ‡ = energi bebas aktivasi [kJ · mol -1 ] ΔS ‡ = entropi aktivasi [J · mol -1 · K -1 ] ΔH ‡ = entalpi aktivasi [kJ · mol -1 ] Menggabungkan ekspresi 9 dan 10 dan menyelesaikan lnK kita peroleh:
Persamaan Eyring adalah penggantian dari LNK dalam persamaan 11 dengan persamaan 8.
Bentuk linear dari persamaan Eyring akan menjadi: