Ақпарат

Химиядағы активтендіру энергиясының анықтамасы

Химиядағы активтендіру энергиясының анықтамасы

Белсендіру энергиясы - реакцияны бастау үшін қажет энергияның минималды мөлшері. Бұл реактивтер мен өнімдердің потенциалдық энергия минималдары арасындағы потенциалды энергетикалық тосқауылдың биіктігі. Іске қосу энергиясы Е арқылы белгіленедіа және әдетте бір мең килоульге (кДж / моль) немесе бір килокалорияға (ккал / моль) келеді. «Активация энергиясы» терминін швед ғалымы Сванте Аррениус 1889 жылы енгізген.

k = Ae-Ea / (RT)

мұндағы k - реакция жылдамдығының коэффициенті, A - реакцияның жиілік коэффициенті, e - иррационал сан (шамамен 2.718), Eа активтендіру энергиясы, R - әмбебап газ тұрақтысы, ал T - абсолютті температура (Кельвин).

Аррениус теңдеуінен реакция жылдамдығының температураға сәйкес өзгеретіндігін көруге болады. Әдетте, бұл химиялық реакция жоғары температурада тез жүреді дегенді білдіреді. Алайда реакция жылдамдығы температура төмендейтін «жағымсыз активация энергиясы» болған бірнеше жағдайлар бар.

Іске қосу энергиясы не үшін қажет?

Егер сіз екі химикатты араластырсаңыз, өнім жасау үшін реактивті молекулалардың арасында аз ғана қақтығыс болады. Бұл әсіресе молекулалардың кинетикалық энергиясы аз болса дұрыс. Сонымен, реактивтердің едәуір бөлігін өнімдерге айналдырмас бұрын жүйенің бос энергиясын жеңу керек. Белсендіру энергиясы реакцияны береді, бұл жүру үшін біршама қосымша күш қажет. Тіпті экзотермиялық реакциялар бастау үшін белсендіру энергиясын қажет етеді. Мысалы, ағаш дестесі өздігінен күйе бастайды. Жанған матч жануды бастау үшін активтендіру энергиясын бере алады. Химиялық реакция басталғаннан кейін реакция нәтижесінде пайда болатын жылу көбірек реактивті өнімге айналдыру үшін активация энергиясын береді.

Кейде химиялық реакция қосымша энергия қоспай жүреді. Бұл жағдайда реакцияның активтену энергиясы әдетте қоршаған орта температурасынан жылумен қамтамасыз етіледі. Жылу реактивті молекулалардың қозғалысын арттырады, олардың бір-бірімен соқтығысу мүмкіндігін жақсартады және соқтығысу күшін арттырады. Бұл комбинация реактивтер арасындағы байланыстардың ыдырауына мүмкіндік береді, бұл өнімнің пайда болуына мүмкіндік береді.

Катализаторлар және активация энергиясы

Химиялық реакцияның активтендіру энергиясын төмендететін зат катализатор деп аталады. Негізінен, катализатор реакцияның ауысу күйін өзгерту арқылы әрекет етеді. Катализаторлар химиялық реакциямен тұтынылмайды және реакцияның тепе-теңдік константасын өзгертпейді.

Белсендіру энергиясы мен Гиббс энергиясы арасындағы байланыс

Активтендіру энергиясы - реактивтерден өнімге өту күйін жеңу үшін қажет энергияны есептеу үшін қолданылатын Аррениус теңдеуіндегі термин. Эйринг теңдеуі реакция жылдамдығын сипаттайтын басқа байланыс болып табылады, активтендіру энергиясын пайдаланудың орнына, оған өтпелі күйдің Гиббс энергиясы кіреді. Өтпелі күйдің Гиббс энергиясы энтальпия мен реакция энтропиясында. Белсендіру энергиясы мен Гиббс энергиясы байланысты, бірақ өзара алмастырылмайды.