Energia di attivazione è l'energia minima per il verificarsi di una reazione chimica, cioè è una delle fattori determinanti per il verificarsi di una reazione, insieme al favorevole contatto e collisione tra le molecole reagenti.
Modello di collisione favorevole tra i reagenti di una reazione
Quando c'è contatto e collisione tra le molecole reagenti, si forma un composto intermedio (prima che si formi il prodotto), chiamato complesso attivato. Questo complesso è un raggruppamento di tutti gli atomi dei reagenti.
Rappresentazione del complesso attivato
Tuttavia, il tempo per formare il complesso attivato indica se una reazione chimica sarà più veloce o più lenta dell'altra. Quindi, la collisione favorevole, combinata con la energia di attivazione, è determinante per la velocità della reazione.
Va notato che l'energia di attivazione non cessa finché non si forma il complesso attivato.
Il modo più comune per analizzare il energia di attivazione e il complesso attivato utilizza un grafico, che presenta, come schema, energia o entalpia (in KJ o Kcal) sull'asse y, il percorso di reazione (dal reagente ai prodotti) sull'asse x, e una curva, come possiamo vedere nella Seguire:
Modello di un grafico standard utilizzato nella cinetica chimica
In questo modello di grafico, il complesso attivato è dato dal punto più alto della curva (punto a del prossimo grafico), e l'energia di attivazione è l'intero percorso dei reagenti al complesso attivato (freccia rossa su grafico):
Controllo del complesso e dell'energia di attivazione sul grafico
Per determinare il valore di energia di attivazione, quindi, basta sottrarre l'energia dei reagenti dall'energia del complesso attivato, come nell'espressione matematica seguente:
Mangia = Hcomplesso attivato - Hreagenti
Supponiamo, ad esempio, che sia in atto una reazione chimica tra i reagenti AB e CD, per la formazione dei prodotti AD e CB, secondo il grafico seguente:
AB + CD → AD + CB +
Grafico della reazione di formazione di AD e CB
Analizzando questo grafico, dobbiamo:
L'energia necessaria per la formazione del complesso attivato è di 30 Kcal, in quanto è l'energia relativa al punto più alto della curva;
IL energia di attivazione di questa reazione sarebbero solo 10 Kcal, perché parte dai reagenti che hanno un'energia di 20 Kcal e finisce nel complesso attivato che ha un'energia di 30 Kcal, come mostrato di seguito:
Mangia = Hcomplesso attivato - Hreagenti
Mangia = 30 - 20
Mangia = 10 Kcal
Un modo per accelerare una reazione chimica, da quello che abbiamo visto, è ridurre il energia di attivazione, perché più è piccolo, più velocemente si formerà il complesso attivato e, di conseguenza, più veloce sarà l'ottenimento dei prodotti.
Per ridurre l'energia di attivazione e quindi accelerare la reazione, un'alternativa è usare a catalizzatore, che è una sostanza chimica che deve essere aggiunta al mezzo di reazione (reazione), che partecipa alla formazione del complesso attivato, ma non forma alcuna sostanza nel prodotto, cioè viene raccolto alla fine e può essere riutilizzato.
Graficamente la presenza del catalizzatore si nota dall'incremento di una seconda curva, come si vede di seguito:
Grafico che mostra la curva con un catalizzatore
Pertanto, la curva con il catalizzatore (in rosso) ha una nuova energia di attivazione (freccia blu) e un nuovo valore (X) di energia per il complesso attivato, sempre minore rispetto alla curva della reazione condotta in assenza del catalizzatore.
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm