Aktiveringsenergi er den mindste energi for en kemisk reaktion, dvs. at den er en af bestemmende faktorer for forekomsten af en reaktionsammen med gunstig kontakt og kollision mellem reaktantmolekylerne.
Gunstig kollisionsmodel mellem en reaktions reaktanter
Når der er kontakt og kollision mellem reaktantmolekylerne, dannes en mellemforbindelse (inden produktet dannes), kaldet et aktiveret kompleks. Dette kompleks er en gruppering af alle atomerne i reaktanterne.
Repræsentation af det aktiverede kompleks
Tiden til dannelse af det aktiverede kompleks indikerer imidlertid, om den ene kemiske reaktion vil være hurtigere eller langsommere end den anden. Således er den gunstige kollision kombineret med aktiveringsenergi, er afgørende for reaktionshastigheden.
Det skal bemærkes, at aktiveringsenergien ikke ophører, før det aktiverede kompleks dannes.
Den mest almindelige måde at analysere aktiveringsenergi og det aktiverede kompleks bruger en graf, der præsenterer som et mønster, energi eller entalpi (i KJ eller Kcal) på y-aksen, reaktionsstien (fra reaktanten til produkterne) på x-aksen og en kurve, som vi kan se i følge efter:
Model til en standardgraf anvendt i kemisk kinetik
I denne grafskabelon er det aktiverede kompleks givet med det højeste punkt i kurven (punkt a på det næste graf), og aktiveringsenergien er hele reaktantens sti til det aktiverede kompleks (rød pil på grafik):
Kontrol af komplekset og aktiveringsenergien på grafen
For at bestemme værdien af aktiveringsenergi, træk derefter bare energien fra reaktanterne fra energien i det aktiverede kompleks, som i det matematiske udtryk nedenfor:
Spis = Hkompleks aktiveret - Hreagenser
Antag for eksempel, at der sker en kemisk reaktion mellem reagenserne AB og CD, til dannelse af produkterne AD og CB ifølge følgende graf:
AB + CD → AD + CB
AD- og CB-reaktionsgraf
Når vi analyserer dette diagram, skal vi:
Den krævede energi til dannelsen af det aktiverede kompleks er 30 Kcal, da det er energien relateret til det højeste punkt på kurven;
DET aktiveringsenergi af denne reaktion ville kun være 10 Kcal, fordi den starter fra reaktanterne, der har en energi på 20 Kcal og ender i det aktiverede kompleks, der har en energi på 30 Kcal, som vist nedenfor:
Spis = Hkompleks aktiveret - Hreagenser
Spis = 30 - 20
Spis = 10 Kcal
En måde at fremskynde en kemisk reaktion på, fra hvad vi har set, er at reducere aktiveringsenergi, fordi jo mindre det er, desto hurtigere vil det aktiverede kompleks blive dannet, og følgelig vil det hurtigere være opnåelsen af produkterne.
For at reducere aktiveringsenergien og dermed fremskynde reaktionen er et alternativ at bruge a katalysator, som er et kemisk stof, der skal sættes til reaktionsmediet (reaktion), som deltager i dannelsen af aktiveret kompleks, men danner ikke noget stof i produktet, det vil sige, det samles i slutningen og kan være genbrugt.
Grafisk bemærkes tilstedeværelsen af katalysatoren ved stigningen i en anden kurve, som vi kan se nedenfor:
Graf, der viser kurven med en katalysator
Således har kurven med katalysatoren (i rødt) en ny aktiveringsenergi (blå pil) og en ny værdi (x) af energi til det aktiverede kompleks, altid lavere i forhold til kurven for reaktionen udført uden tilstedeværelsen af katalysatoren.
Af mig. Diogo Lopes Dias
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm
