طاقة التفعيل هي الحد الأدنى من الطاقة لحدوث تفاعل كيميائي ، أي أنها واحدة من العوامل المحددة لحدوث التفاعل، جنبًا إلى جنب مع الاتصال المناسب والاصطدام بين جزيئات المادة المتفاعلة.
نموذج الاصطدام المناسب بين المواد المتفاعلة للتفاعل
عندما يكون هناك تلامس وتصادم بين جزيئات المادة المتفاعلة ، يتم تكوين مركب وسيط (قبل تكوين المنتج) ، يسمى المركب المنشط. هذا المركب عبارة عن تجمع لجميع ذرات المواد المتفاعلة.
تمثيل المجمع المنشط
ومع ذلك ، يشير وقت تكوين المركب النشط إلى ما إذا كان أحد التفاعلات الكيميائية سيكون أسرع أو أبطأ من الآخر. وبالتالي ، فإن الاصطدام المواتي ، جنبًا إلى جنب مع طاقة التفعيل، حاسمة لسرعة رد الفعل.
وتجدر الإشارة إلى أن طاقة التنشيط لا تتوقف حتى يتم تكوين المعقد المنشط.
الطريقة الأكثر شيوعًا لتحليل طاقة التفعيل والمركب المنشط يستخدم الرسم البياني ، والذي يقدم كنمط أو طاقة أو محتوى حراري (في KJ أو Kcal) على المحور ص ، مسار التفاعل (من المادة المتفاعلة إلى النواتج) على المحور السيني والمنحنى ، كما نرى في إتبع:
نموذج للرسم البياني القياسي المستخدم في الخواص الحركية الكيميائية
في قالب الرسم البياني هذا ، يتم إعطاء المركب النشط من أعلى نقطة في المنحنى (النقطة أ من التالية الرسم البياني) ، وطاقة التنشيط هي المسار الكامل للمواد المتفاعلة إلى المركب المنشط (السهم الأحمر في الرسم):
التحقق من الطاقة المركبة والتفعيل على الرسم البياني
لتحديد قيمة طاقة التفعيل، إذن ، فقط اطرح طاقة المواد المتفاعلة من طاقة المركب المنشط ، كما في التعبير الرياضي أدناه:
أكل = H.تنشيط معقدة - حالكواشف
لنفترض ، على سبيل المثال ، أن تفاعلًا كيميائيًا يحدث بين الكواشف AB و CD ، لتكوين المنتجين AD و CB ، وفقًا للرسم البياني التالي:
AB + CD → AD + CB
الرسم البياني لتفاعل تشكيل AD و CB
عند تحليل هذا المخطط ، يتعين علينا:
الطاقة المطلوبة لتكوين المركب النشط هي 30 كيلو كالوري ، حيث إنها الطاقة المرتبطة بأعلى نقطة على المنحنى ؛
ال طاقة التفعيل من هذا التفاعل سيكون 10 كيلو كالوري فقط ، لأنه يبدأ من المواد المتفاعلة التي لها طاقة 20 كيلو كالوري وينتهي في المركب المنشط الذي يحتوي على طاقة 30 كيلو كالوري ، كما هو موضح أدناه:
أكل = H.تنشيط معقدة - حالكواشف
أكل = 30 - 20
أكل = 10 سعرات حرارية
إحدى طرق تسريع التفاعل الكيميائي ، مما رأيناه ، هي تقليل طاقة التفعيللأنه كلما كان حجمه أصغر ، كلما تم تكوين المجمع النشط بشكل أسرع ، وبالتالي ، كان الحصول على المنتجات أسرع.
لتقليل طاقة التنشيط وبالتالي تسريع التفاعل ، فإن البديل هو استخدام أ عامل حفاز، وهي مادة كيميائية يجب إضافتها إلى وسط التفاعل (التفاعل) ، الذي يشارك في تكوين المنشط ، لكنه لا يشكل أي مادة في المنتج ، أي أنه يتم جمعه في النهاية ويمكن أن يكون معاد استخدامها.
بيانياً ، يُلاحظ وجود المحفز من خلال زيادة المنحنى الثاني ، كما نرى أدناه:
رسم بياني يوضح المنحنى بمحفز
وبالتالي ، فإن المنحنى الذي يحتوي على المحفز (باللون الأحمر) له طاقة تنشيط جديدة (السهم الأزرق) وقيمة جديدة (x) من الطاقة للمركب المنشط ، دائمًا أقل بالنسبة لمنحنى التفاعل المنفذ بدون وجود المحفز.
بي ديوغو لوبيز دياس
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm