Aktiveerimisenergia on minimaalne energia keemilise reaktsiooni toimumiseks, see tähendab, et see on üks reaktsiooni toimumise määravad teguridkoos reaktandi molekulide soodsa kontakti ja kokkupõrkega.
Soodne kokkupõrke mudel reaktsiooni reagentide vahel
Kui reaktiivmolekulide vahel tekib kokkupuude ja kokkupõrge, moodustub vaheühend (enne toote moodustumist), mida nimetatakse aktiveeritud kompleksiks. See kompleks on kõigi reagentide aatomite rühmitus.
Aktiveeritud kompleksi kujutamine
Aktiveeritud kompleksi moodustamise aeg näitab aga, kas üks keemiline reaktsioon on teine kiirem või aeglasem. Seega soodne kokkupõrge koos aktiveerimisenergia, on reaktsiooni kiiruse jaoks määrav.
Tuleb märkida, et aktiveerimisenergia ei lakka enne, kui aktiveeritud kompleks on moodustunud.
Kõige tavalisem viis aktiveerimisenergia ja aktiveeritud kompleks kasutab graafikut, mis näitab mustrina energiat või entalpiat (KJ või Kcal) y-teljel reaktsioonitee (reaktiivist produktideni) x-teljel ja kõver, nagu näeme järgige:
Keemilises kineetikas kasutatava standardgraafiku mudel
Selles graafikumallis annab aktiveeritud kompleksi kõvera kõrgeim punkt (järgmise punkt a graafik) ja aktivatsioonienergia on kogu reaktantide tee aktiveeritud kompleksi juurde (punane nool peal graafiline):
Kompleksi ja aktiveerimisenergia kontrollimine graafikul
Väärtuse määramiseks aktiveerimisenergia, siis lahutage reaktantide energia lihtsalt aktiveeritud kompleksi energiast, nagu allpool toodud matemaatilises avaldises:
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Söö = Hkompleks aktiveeritud - Hreaktiivid
Oletame näiteks, et reagentide AB ja CD vahel toimub keemiline reaktsioon saaduste AD ja CB moodustamiseks vastavalt järgmisele graafikule:
AB + CD → AD + CB
AD ja CB moodustumise reaktsiooni graafik
Selle diagrammi analüüsimisel peame:
Aktiveeritud kompleksi moodustamiseks vajalik energia on 30 Kcal, kuna see on kõvera kõrgeima punktiga seotud energia;
THE aktiveerimisenergia sellest reaktsioonist oleks ainult 10 Kcal, sest see algab reaktiividest, mille energia on 20 Kcal, ja jõuab aktiveeritud kompleksi, mille energia on 30 Kcal, nagu allpool näidatud:
Söö = Hkompleks aktiveeritud - Hreaktiivid
Söö = 30 - 20
Söö = 10 Kcal
Üks viis keemilise reaktsiooni kiirendamiseks on nähtute põhjal reaktsiooni vähendamine aktiveerimisenergia, sest mida väiksem see on, seda kiiremini moodustub aktiveeritud kompleks ja sellest tulenevalt kiiremini saadakse tooteid.
Aktivatsioonienergia vähendamiseks ja seeläbi reaktsiooni kiirendamiseks on alternatiiviks kasutada a katalüsaator, mis on keemiline aine, mis tuleb lisada reaktsioonikeskkonnale (reaktsioon), mis osaleb reaktsiooni keskkonnas aktiveeritud kompleks, kuid ei moodusta tootes ühtegi ainet, see tähendab, et see kogutakse lõpuks ja võib olla taaskasutatud.
Graafiliselt märgitakse katalüsaatori olemasolu teise kõvera juurdekasvuga, nagu näeme allpool:
Graafik, mis näitab kõverat katalüsaatoriga
Seega on katalüsaatoriga (punasega) kõveral uus aktiveerimisenergia (sinine nool) ja uus väärtus (x) aktiveeritud kompleksi energia, mis on katalüsaatori olemasoluta läbi viidud reaktsiooni kõvera suhtes alati madalam.
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
PÄEVAD, Diogo Lopes. "Mis on aktiveerimisenergia?"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.