Sadržaj
Neke kemijske reakcije - poput spaljivanja drva ili eksplozije TNT-a - oslobađaju toplinu u okolinu. Kemičari nazivaju ove egzotermne reakcije.Povećanje temperature utječe na egzotermnu reakciju na dva različita načina: promjenom brzine reakcije i promjenom ravnoteže između produkata i reaktanata na kraju reakcije.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Općenito govoreći, vaša će se reakcija ubrzati jer viša temperatura znači više topline i energije u vašem sustavu. Međutim, u nekim slučajevima podizanje temperature može pomaknuti ravnotežu i spriječiti pojavu neke vaše reakcije.
Reakcijske stope
Gotovo sve reakcije prolaze brže kako temperatura raste - uključujući egzotermne reakcije. Primjerice, reakcija između kisika u zraku i kemikalija na vrhu šibice je tako sporo pri sobnoj temperaturi da se čini da se ništa ne događa. Kada zagrijavate vrh šibice tako što ćete ga udariti u udarnu traku na kutiji, temperatura se povećava, a s njim i brzina reakcije dok ne izgori vrućim plamenom. Općenito, što više povisite temperaturu egzotermne reakcije, to će brže proći.
ravnoteža
Većina kemijskih reakcija može ići u oba smjera, što znači da mogu trčati naprijed i pretvoriti reaktante u proizvode ili pokrenuti obrnuto i pretvoriti proizvode u reaktante. Kako reakcija teče naprijed, reaktanti se postupno iscrpljuju dok se proizvodi počinju akumulirati, tako da se reakcija naprijed usporava, dok obrnuta reakcija ubrzava. Konačno su stope naprijed i obrnute reakcije iste, pa iako se reakcija i dalje odvija, količine proizvoda i reaktanata se ne mijenjaju. Ovo stanje stabilnosti naziva se ravnotežom.
Načelo Le Chateliersa
Odnos reaktanata u ravnotežnom proizvodu ovisi o specifičnoj kemijskoj reakciji. Za nešto poput vatre, na primjer, malo ako je bilo koji reaktant ostavljen u ravnoteži, dok za nešto poput reakcije između dušika i vodika kako bi se stvorio amonijak, puno reaktanata može ostati u ravnoteži. Princip Le Chateliersa u osnovi kaže da svi kemijski sustavi žele doći do ravnoteže i ostati u njima. Ako reakcijskim proizvodima dodate kemijski sustav u ravnoteži, možete očekivati da će se neka količina proizvoda pretvoriti u reaktante, dok ako dodate reaktante, neka se količina reaktanata pretvori u proizvode tako da se održi ravnoteža.
Toplina i ravnoteža
Za egzotermnu reakciju toplina je u osnovi produkt reakcije. U skladu s načelom Le Chateliers, ako povećate temperaturu, povećavate količinu proizvoda i na taj način prebacite ravnotežu na ravnotežu natrag prema reaktantima, što znači da će u ravnoteži ostati više reaktanata. Što je temperatura viša, to se ravnoteža u ravnoteži dalje vraća prema reaktantima. Poznati primjer je reakcija vodika i dušika da bi se stvorio amonijak. Reakcija je toliko sporo na sobnoj temperaturi da se ništa ne događa. Povećate li temperaturu kako biste ubrzali reakciju, međutim, ravnoteža u ravnoteži pomiče se natrag prema reaktantima, a nastaje vrlo malo amonijaka.