Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Definicija energije aktiviranja
- Primjeri kemijskih reakcija koje zahtijevaju energiju za aktivaciju
Dok neke kemijske reakcije započinju čim reaktanti dođu u kontakt, za mnoge druge kemikalije ne reagiraju sve dok se opskrbljuju s vanjskim izvorom energije koji može osigurati aktivacijsku energiju. Postoji nekoliko razloga zbog kojih reaktanti iz neposredne blizine ne mogu odmah sudjelovati u kemijskoj reakciji, no važno je znati koje vrste reakcija zahtijevaju energiju za aktivaciju, koliko energije je potrebno i koje reakcije odmah prolaze. Tek tada se mogu kemijske reakcije pokrenuti i kontrolirati na siguran način.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Energija aktivacije je energija potrebna za pokretanje kemijske reakcije. Neke se reakcije odvijaju odmah kada se reaktanti okupe, ali za mnoge druge nije dovoljno postavljanje reaktanata u neposrednu blizinu. Za reakciju je potreban vanjski izvor energije za opskrbu aktivacijskom energijom.
Definicija energije aktiviranja
Da bi se definirala energija aktivacije, potrebno je analizirati pokretanje kemijskih reakcija. Takve reakcije nastaju kada molekule razmjenjuju elektrone ili kada se ioni sa suprotnim nabojem spajaju. Da bi molekule mogle razmjenjivati elektrone, moraju se prekinuti veze koje drže elektrone vezane za molekulu. Za ione, pozitivno nabijeni ioni izgubili su elektron. U oba slučaja potrebna je energija za prekid početnih veza.
Vanjski izvor energije može osigurati energiju potrebnu za dislociranje dotičnih elektrona i omogućiti kemijsku reakciju. Jedinice energije aktiviranja su jedinice poput kilodžula, kilokalorija ili kilovat sati. Jednom kada je reakcija u toku, oslobađa energiju i samoodrživa je. Energija aktivacije potrebna je samo na početku kako bi se započela kemijska reakcija.
Na temelju ove analize, energija aktivacije definirana je kao minimalna energija potrebna za pokretanje kemijske reakcije. Kad se energija napaja reaktantima iz vanjskog izvora, molekule se ubrzavaju i sudaraju jače. Nasilni sudari oslobađaju elektrone, a rezultirajući atomi ili ioni reagiraju jedni s drugima kako bi se oslobodila energija i nastavila reakcija.
Primjeri kemijskih reakcija koje zahtijevaju energiju za aktivaciju
Najčešća vrsta reakcije koja zahtijeva energiju za aktiviranje uključuje mnoge vrste vatre ili izgaranja. Te reakcije kombiniraju kisik s materijalom koji sadrži ugljik. Ugljik ima postojeće molekularne veze s drugim elementima u gorivu, dok plin kisik postoji kao dva atoma kisika spojena zajedno. Ugljik i kisik obično ne reagiraju jedni s drugima, jer su postojeće molekularne veze prejake da bi se mogle prekinuti običnim molekularnim sudarima. Kada vanjska energija, poput plamena iz šibice ili iskre, razbije neke od veza, rezultirajući atomi kisika i ugljika reagiraju na oslobađanje energije i nastavljaju vatru dok ne ponestane goriva.
Drugi primjer su vodik i kisik koji tvore eksplozivnu smjesu. Ako se vodik i kisik pomiješaju na sobnoj temperaturi, ništa se ne događa. I vodik i kisik plin čine molekule s dva atoma spojenih zajedno. Čim neke od ovih veza prekinu, na primjer iskrom, dolazi do eksplozije. Iskra daje nekoliko molekula dodatne energije pa se oni brže kreću i sudaraju, razbijajući svoje veze. Neki atomi kisika i vodika kombiniraju se i tvore molekule vode, oslobađajući veliku količinu energije. Ta energija ubrzava više molekula, razbijajući više veza i dopuštajući više atoma da reagiraju, rezultirajući eksplozijom.
Energija aktivacije koristan je koncept kada je riječ o pokretanju i kontroli kemijskih reakcija. Ako reakcija zahtijeva aktivacijsku energiju, reaktanti se mogu pohraniti zajedno, a odgovarajuća reakcija neće se dogoditi dok se energija za aktiviranje ne opskrbi iz vanjskog izvora. Za kemijske reakcije kojima nije potrebna energija za aktiviranje, kao što su na primjer metalni natrij i voda, reaktanti se moraju pažljivo skladištiti kako ne bi slučajno došli u kontakt i izazvali nekontroliranu reakciju.