• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Energia aktywacji

    Przeczytaj także...
    Stała gazowa (uniwersalna stała gazowa) (oznaczana jako R) – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.
    Zderzenie efektywne w kinetyce chemicznej oznacza takie zderzenie cząsteczek substratów, w wyniku którego dochodzi do utworzenia, bądź zerwania wiązań chemicznych.

    Energia aktywacji - jest podawaną często w przeliczeniu na 1 mol substancji wielkością bariery energetycznej (w skali mikroskopowej - bariera potencjału), którą musi pokonać układ reagujących indywiduów chemicznych, aby doszło do reakcji chemicznej.

    Zależność energii aktywacji (Ea) od kierunku reakcji i wpływ katalizatora; X, Y – reagenty, ΔH – entalpia swobodna reakcji

    Energię aktywacji dla reakcji można wyznaczyć na podstawie równania Arrheniusa, opisującego zależność szybkości reakcji od temperatury:

    Reagent – łączna nazwa dla substratów i produktów reakcji chemicznej. W nieco innym sensie za reagent uważa się każdą substancję, która po dodaniu do układu reakcji jest w stanie w niej uczestniczyć i wywołać chemiczne efekty.Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

    gdzie:

    Ogniwo paliwowe to ogniwo generujące energię elektryczną z reakcji utleniania stale dostarczanego do niego z zewnątrz paliwa. W odróżnieniu od ogniw galwanicznych (akumulatory, baterie), w których energia wytwarzanego prądu musi zostać wcześniej zgromadzona wewnątrz tych urządzeń (co znacznie ogranicza czas ich pracy), ogniwa paliwowe nie muszą być wcześniej ładowane. Wystarczy tylko doprowadzić do nich paliwo. W przypadku ogniw galwanicznych ładowanie może być procesem trwającym wiele godzin, a ogniwa paliwowe są gotowe do pracy po niewielkim czasie wymaganym do nagrzania.Temperatura pokojowa (ang. room temperature, oznaczana często skrótem r.t. albo R.T.) – warunek wykonania doświadczenia lub pomiaru, oznacza temperaturę 25 °C, czyli ok. 298 K, czasami określaną jako temperatura otoczenia. W starszych publikacjach spotyka się również określenie temperatury pokojowej jako 20 °C (293 K) – najczęściej w tablicach gęstości cieczy czy tablicach współczynników załamania światła.
  • k - stała szybkości reakcji
  • A - stała dla danej reakcji, zwana też czynnikiem przedwykładniczym
  • R - (uniwersalna) stała gazowa
  • T - temperatura
  • Zachodzi więc bezpośredni związek między energią aktywacji i szybkością reakcji: im Ea mniejsze, tym szybkość ta większa. Katalizatory obniżają energię aktywacji przez tworzenie kompleksów przejściowych z substratami. Oprócz tego energia ta jest zależna od wielu czynników.

    Bariera potencjału - ograniczony obszar (zazwyczaj niewielki), w którym energia potencjalna cząstki (punktu materialnego) przyjmuje wartości większe niż w jego otoczeniu.Równanie Arrheniusa – równanie podane przez szwedzkiego chemika, Svantego Arrheniusa, wiążące ze sobą częstość relaksacji z energią aktywacji i temperaturą, w której reakcja zachodzi:

    Przykłady[]

  • tlen zmieszany z wodorem w temperaturze pokojowej nie reaguje: chociaż bilans energetyczny reakcji jest korzystny, aby reakcja zaszła cząsteczki muszą zderzyć się z odpowiednią energią, co pozwoli pokonać im barierę potencjału. Rozkład Boltzmanna określa, jaka część cząsteczek w danej temperaturze jest w stanie pokonać tę barierę. Jeżeli takich cząsteczek jest zbyt mało, wówczas energia uzyskana w tych bardzo rzadkich zderzeniach efektywnych - czyli tych, w których doszło do reakcji (decyduje o tym nie tylko energia, ale również np. kąty zderzenia i to, czy są to zderzenia centralne itd.) - jest rozpraszana w zderzeniach z pozostałymi zimnymi (niskoenergetycznymi) cząsteczkami układu. Reakcja będzie zachodzić, gdy:
  • proporcja O2:H2 będzie w odpowiednim zakresie (nadmiar/niedomiar jednego ze składników zmniejsza prawdopodobieństwo efektywnych zderzeń)
  • układowi zostanie lokalnie dostarczona dodatkowa energia, dostatecznie duża, aby nie rozproszyła się w zderzeniach z zimnymi cząsteczkami układu (iskra elektryczna, płomień)
  • zostanie wykorzystany odpowiedni katalizator zmniejszający energię aktywacji (zobacz ogniwo paliwowe).
  • Zobacz też[]

  • Kataliza
  • Kinetyka chemiczna
  • Równanie Arrheniusa
  • Indywiduum chemiczne, indywiduum cząsteczkowe lub indywiduum molekularne − termin stosowany w chemii określający dowolny atom, cząsteczkę, jon, rodnik, kationorodnik, kompleks lub konformer. Termin ten jest uznawany przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC)Rozkład Boltzmanna – stosowane w fizyce i chemii równanie określające sposób obsadzania stanów energetycznych przez atomy, cząsteczki lub inne indywidua cząsteczkowe (cząstki) w stanie równowagi termicznej.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Entalpia swobodna reakcji (Δg) – funkcja termodynamiczna reakcji chemicznych, zmiana entalpii swobodnej (energii swobodnej Gibbsa; g) układu spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden. W reakcjach izobaryczno-izotermicznych jest równa ujemnej wartości powinowactwa chemicznego.
    Katalizator – substancja chemiczna, która dodana do układu powoduje zmianę ścieżki kinetycznej reakcji chemicznej, na taką, która ma niższą energię aktywacji, czego efektem jest wzrost szybkości reakcji chemicznej. W trakcie procesów z udziałem katalizatora reakcja chemiczna przebiega drogą o energii mniejszej w stosunku do reakcji bez udziału katalizatora. Dzieje się tak, ponieważ w trakcie reakcji powstaje dodatkowy kompleks przejściowy katalizator-substrat, który ulega reakcji w wyniku dostarczenia mniejszej ilości energii niż dla reakcji bez udziału katalizatora.
    Kinetyka chemiczna – dział chemii fizycznej zajmujący się badaniem przebiegu reakcji chemicznej w czasie. Twórcą kinetyki chemicznej był Ludwig Ferdinand Wilhelmy.

    Reklama