Aktivizācijas enerģija ir minimālā enerģija, lai notiktu ķīmiskā reakcija, tas ir, tā ir viena no noteicošie faktori reakcijas rašanās gadījumam, kopā ar labvēlīgu kontaktu un sadursmi starp reaģenta molekulām.
Labvēlīgs sadursmes modelis starp reakcijas reaģentiem
Kad notiek reaģenta molekulu saskare un sadursme, tiek izveidots starpprodukts (pirms produkta veidošanās), ko sauc par aktivētu kompleksu. Šis komplekss ir visu reaģentu atomu grupa.
Aktivizētā kompleksa attēlojums
Tomēr laiks aktivētā kompleksa veidošanai norāda, vai viena ķīmiskā reakcija būs ātrāka vai lēnāka nekā otra. Tādējādi labvēlīgā sadursme apvienojumā ar aktivācijas enerģija, ir izšķirošs reakcijas ātrumam.
Jāatzīmē, ka aktivācijas enerģija neapstājas, kamēr nav izveidojies aktivētais komplekss.
Visizplatītākais veids, kā analizēt aktivācijas enerģija un aktivētais komplekss izmanto grafiku, kas kā modeli parāda enerģiju vai entalpiju (KJ vai Kcal) uz y ass reakcijas ceļš (no reaģenta uz produktiem) uz x ass un līkne, kā redzam sekot:
Ķīmiskajā kinētikā izmantotā standarta grafika modelis
Šajā diagrammas veidnē aktivēto kompleksu izsaka līknes augstākais punkts (nākamā punkta a punkts grafiks), un aktivācijas enerģija ir viss reaģentu ceļš uz aktivēto kompleksu (sarkanā bultiņa uz grafisks):
Kompleksa un aktivācijas enerģijas pārbaude diagrammā
Lai noteiktu aktivācijas enerģija, tad vienkārši atņemiet reaģentu enerģiju no aktivētā kompleksa enerģijas, kā parādīts zemāk esošajā matemātiskajā izteiksmē:
Ēst = Haktivizēts komplekss - Hreaģenti
Pieņemsim, piemēram, ka notiek reaģentu AB un CD ķīmiskā reakcija, lai izveidotu produktus AD un CB, saskaņā ar šo diagrammu:
AB + CD → AD + CB
AD un CB veidošanās reakcijas grafiks
Analizējot šo diagrammu, mums:
Aktivētā kompleksa veidošanai nepieciešamā enerģija ir 30 Kcal, jo tā ir enerģija, kas saistīta ar līknes augstāko punktu;
aktivācijas enerģija šīs reakcijas rezultāts būtu tikai 10 Kcal, jo tas sākas no reaģentiem, kuru enerģija ir 20 Kcal, un nonāk aktivētajā kompleksā, kura enerģija ir 30 Kcal, kā parādīts zemāk:
Ēst = Haktivizēts komplekss - Hreaģenti
Ēst = 30 - 20
Ēd = 10 Kcal
Viens no veidiem, kā paātrināt ķīmisko reakciju, ir tas, ko mēs redzējām, ir samazināt aktivācijas enerģija, jo jo mazāks tas ir, jo ātrāk tiks izveidots aktivētais komplekss un līdz ar to ātrāk iegūs produktus.
Lai samazinātu aktivācijas enerģiju un tādējādi paātrinātu reakciju, alternatīva ir izmantot a katalizators, kas ir ķīmiska viela, kas jāpievieno reakcijas videi (reakcijai), kas piedalās aktivētais komplekss, bet produktā neveido nevienu vielu, tas ir, tas tiek savākts beigās un var būt atkārtoti izmantots.
Grafiski katalizatora klātbūtne tiek atzīmēta ar otrās līknes pieaugumu, kā mēs redzam tālāk:
Grafiks, kurā parādīta līkne ar katalizatoru
Tādējādi līknei ar katalizatoru (sarkanā krāsā) ir jauna aktivācijas enerģija (zila bulta) un jauna vērtība (x) enerģijas aktivētajam kompleksam, vienmēr zemāka attiecībā pret reakcijas līkni, kas veikta bez katalizatora klātbūtnes.
Autors: Diogo Lopes Dias
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm
