Energie activatoare este energia minimă pentru a avea loc o reacție chimică, adică este una dintre factori determinanți pentru apariția unei reacții, împreună cu contactul favorabil și coliziunea dintre moleculele reactante.
Model de coliziune favorabil între reactanții unei reacții
Atunci când există contact și coliziune între moleculele reactante, se formează un compus intermediar (înainte de formarea produsului), numit complex activat. Acest complex este o grupare a tuturor atomilor reactanților.
Reprezentarea complexului activat
Cu toate acestea, timpul pentru formarea complexului activat indică dacă o reacție chimică va fi mai rapidă sau mai lentă decât cealaltă. Astfel, coliziunea favorabilă, combinată cu energie activatoare, este decisiv pentru viteza de reacție.
Trebuie remarcat faptul că energia de activare nu încetează până când nu se formează complexul activat.
Cel mai comun mod de a analiza energie activatoare iar complexul activat folosește un grafic, care prezintă, ca model, energie sau entalpie (în KJ sau Kcal) pe axa y, calea de reacție (de la reactant la produse) pe axa x și o curbă, așa cum putem vedea în urma:
Modelul unui grafic standard utilizat în cinetica chimică
În acest șablon de grafic, complexul activat este dat de cel mai înalt punct al curbei (punctul a al următorului grafic), iar energia de activare este întreaga cale a reactanților către complexul activat (săgeata roșie de pe grafic):
Verificarea complexului și a energiei de activare pe grafic
Pentru a determina valoarea energie activatoare, apoi, scade doar energia reactanților din energia complexului activat, ca în expresia matematică de mai jos:
Mănâncă = Hcomplex activat - Hreactivi
Să presupunem, de exemplu, că are loc o reacție chimică între reactivii AB și CD, pentru formarea produselor AD și CB, conform graficului următor:
AB + CD → AD + CB
Graficul reacției de formare AD și CB
Analizând această diagramă, trebuie să:
Energia necesară pentru formarea complexului activat este de 30 Kcal, deoarece este energia legată de cel mai înalt punct de pe curbă;
THE energie activatoare din această reacție ar fi doar 10 Kcal, deoarece începe de la reactanții care au o energie de 20 Kcal și se termină în complexul activat care are o energie de 30 Kcal, așa cum se arată mai jos:
Mănâncă = Hcomplex activat - Hreactivi
Mănâncă = 30 - 20
Mănâncă = 10 Kcal
O modalitate de a accelera o reacție chimică, din ceea ce am văzut, este de a reduce energie activatoare, deoarece cu cât este mai mic, cu atât complexul activat se va forma mai repede și, în consecință, obținerea produselor va fi mai rapidă.
Pentru a reduce energia de activare și, astfel, a accelera reacția, o alternativă este utilizarea unui catalizator, care este o substanță chimică care trebuie adăugată la mediul de reacție (reacție), care participă la formarea complex activat, dar nu formează nicio substanță în produs, adică este colectat la sfârșit și poate fi reutilizat.
Grafic, prezența catalizatorului este notată de creșterea unei a doua curbe, așa cum putem vedea mai jos:
Grafic care prezintă curba cu un catalizator
Astfel, curba cu catalizator (în roșu) are o nouă energie de activare (săgeată albastră) și o nouă valoare (X) de energie pentru complexul activat, întotdeauna mai mică în raport cu curba reacției efectuate fără prezența catalizatorului.
De mine. Diogo Lopes Dias
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm