რა არის აქტივაციის ენერგია?

აქტივაციის ენერგია არის მინიმალური ენერგია ქიმიური რეაქციის წარმოსაქმნელად, ეს არის ერთ-ერთი რეაქციის წარმოქმნის განმსაზღვრელი ფაქტორები, რეაქტიული მოლეკულების ხელსაყრელ კონტაქტთან და შეჯახებასთან ერთად.

რეაქციის რეაქტორებს შორის შეჯახების ხელსაყრელი მოდელი

რეაქტიულ მოლეკულებს შორის კონტაქტისა და შეჯახებისას წარმოიქმნება შუალედური ნაერთი (პროდუქტის წარმოქმნამდე), რომელსაც აქტივირებულ კომპლექსს უწოდებენ. ეს კომპლექსი წარმოადგენს რეაქტივების ყველა ატომის ჯგუფს.

გააქტიურებული კომპლექსის წარმომადგენლობა

ამასთან, გააქტიურებული კომპლექსის შექმნის დრო მიუთითებს იქნება ერთი ქიმიური რეაქცია უფრო სწრაფი ან ნელი ვიდრე სხვა. ამრიგად, ხელსაყრელი შეჯახება კომბინირებულია აქტივაციის ენერგია, გადამწყვეტია რეაქციის სიჩქარისთვის.

უნდა აღინიშნოს, რომ აქტივაციის ენერგია არ წყდება აქტივირებული კომპლექსის ჩამოყალიბებამდე.

ანალიზის ყველაზე გავრცელებული გზაა აქტივაციის ენერგია და გააქტიურებული კომპლექსი იყენებს გრაფიკს, რომელიც აჩვენებს ენერგიას ან ენთალპიას (KJ ან Kcal) y ღერძზე, რეაქციის გზა (რეაქტივიდან პროდუქტებამდე) x ღერძზე და მრუდი, როგორც ამას ვხედავთ გაყოლა:

სტანდარტული გრაფიკის მოდელი, რომელიც გამოიყენება ქიმიურ კინეტიკაში

ამ გრაფიკის შაბლონში, გააქტიურებული კომპლექსი მოცემულია მრუდის უმაღლესი წერტილით (მომდევნო წერტილი a) გრაფიკი), ხოლო აქტივაციის ენერგია არის რეაქტივების მთელი გზა გააქტიურებული კომპლექსისკენ (წითელი ისარი ჩართულია) გრაფიკული):

რთული და აქტივაციის ენერგიის შემოწმება გრაფიკზე

მნიშვნელობის დასადგენად აქტივაციის ენერგიაშემდეგ, უბრალოდ გამოაკელით რეაქტივების ენერგია გააქტიურებული კომპლექსის ენერგიას, როგორც ქვემოთ მოცემულ მათემატიკურ გამოხატვაში:

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

ჭამე = თ_{კომპლექსი გააქტიურებულია} - ჰ_{რეაგენტები}

დავუშვათ, მაგალითად, რომ ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს AB და CD რეაგენტებს შორის, AD და CB პროდუქტების წარმოქმნის მიზნით, შემდეგი გრაფიკის მიხედვით:

AB + CD → AD + CB

AD და CB ფორმირების რეაქციის გრაფიკი

ამ სქემის ანალიზი, ჩვენ უნდა:

• გააქტიურებული კომპლექსის ფორმირებისთვის საჭირო ენერგია 30 კკალს შეადგენს, რადგან ეს არის მრუდის უმაღლეს წერტილთან დაკავშირებული ენერგია;

• აქტივაციის ენერგია ეს რეაქცია იქნება მხოლოდ 10 კკალ, რადგან ის იწყება რეაქტივებიდან, რომლებსაც აქვთ 20 კკალ ენერგია და მთავრდება გააქტიურებულ კომპლექსში, რომელსაც აქვს 30 კკალ ენერგია, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ:

ჭამე = თ_{კომპლექსი გააქტიურებულია} - ჰ_{რეაგენტები}

ჭამე = 30 - 20

ჭამე = 10 კკალ

ქიმიური რეაქციის დაჩქარების ერთ-ერთი გზა, რაც ვნახეთ, არის შემცირება აქტივაციის ენერგია, რადგან რაც უფრო პატარაა, მით უფრო სწრაფად ჩამოყალიბდება გააქტიურებული კომპლექსი და, შესაბამისად, უფრო სწრაფი იქნება პროდუქციის მიღება.

აქტივაციის ენერგიის შესამცირებლად და ამით რეაქციის დასაჩქარებლად, ალტერნატივაა a კატალიზატორი, რომელიც წარმოადგენს ქიმიურ ნივთიერებას, რომელსაც უნდა დაემატოს რეაქციის საშუალება (რეაქცია), რომელიც მონაწილეობს ღეროების წარმოქმნაში გააქტიურებული კომპლექსი, მაგრამ არ ქმნის რაიმე ნივთიერებას პროდუქტში, ანუ ის გროვდება ბოლოს და შეიძლება იყოს ხელახლა გამოიყენა.

გრაფიკულად, კატალიზატორის არსებობა აღინიშნება მეორე მრუდის ზრდით, როგორც ვხედავთ ქვემოთ:

დიაგრამა აჩვენებს მრუდეს კატალიზატორით

ამრიგად, კატალიზატორთან მრუდს აქვს წითელი აქტივაციის ახალი ენერგია (ლურჯი ისარი) და ახალი მნიშვნელობა (x) ენერგია გააქტიურებული კომპლექსისთვის, ყოველთვის დაბალია კატალიზატორის არსებობის გარეშე განხორციელებული რეაქციის მრუდის მიმართ.

ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

DAYS, დიოგო ლოპესი. "რა არის აქტივაციის ენერგია?"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm. წვდომა 2021 წლის 28 ივნისს.