năng lượng hoạt hóa là gì

Bách khoa toàn thư banh Wikipedia

Năng lượng hoạt hóa của hóa học là tích điện ít nhất cần thiết hỗ trợ cho những đái phân nhằm bọn chúng trở nên sinh hoạt (có tài năng phản ứng).

Bạn đang xem: năng lượng hoạt hóa là gì

Đối với phản ứng

aA + bB --> Sản phẩm

Năng lượng hoạt hóa E* được xem bằng:

E* = E*(A) + E*(B) = E(tt) - E(bđ)

Trong đó:

+ E*(A), E*(B): tích điện hoạt hóa của những hóa học phản xạ A, B.

+ E(bđ), E(tt): tích điện ban sơ, tích điện ít nhất nhằm phản xạ hoàn toàn có thể xẩy ra.

Năng lượng hoạt hóa càng nhỏ thì sẽ càng có không ít đái phân tử sinh hoạt nên vận tốc phản xạ càng rộng lớn.

Không chỉ vậy, tích điện hoạt hóa với tác động cho tới vận tốc phản xạ, độ dài rộng, hình dạng, nhất là việc lý thuyết không khí của những đái phân khi vấp đụng của những đái phân sinh hoạt nhập vai trò cần thiết so với vận tốc phản xạ.

Trong chất hóa học và vật lý cơ, Năng lượng Kích hoạt là tích điện cần được hỗ trợ mang đến khối hệ thống chất hóa học hoặc phân tử nhân  với những hóa học phản xạ tiềm năng dẫn đến: phản xạ chất hóa học, phản xạ phân tử nhân, hoặc những hiện tượng lạ vật lý cơ không giống.

Năng lượng kích hoạt (Ea) của một phản xạ được đo vị joules (J) và hoặc kilojoules bên trên từng mol (kJ/mol) hoặc kilocalories từng mol (kcal/mol).

Năng lượng kích hoạt hoàn toàn có thể được xem là kích cỡ của mặt hàng rào tiềm năng (đôi khi được gọi là mặt hàng rào năng lượng) tách biệt cực kỳ đái của mặt phẳng tích điện tiềm năng tương quan cho tới hiện trạng sức nóng động ban sơ và sau cuối. Để phản xạ chất hóa học hoặc phân loại ra mắt ở vận tốc phải chăng, sức nóng phỏng của khối hệ thống cần đầy đủ cao nhằm tồn bên trên con số phân tử đáng chú ý với tích điện tịnh tiến bộ vị hoặc to hơn tích điện kích hoạt.

Xem thêm: tính từ trong tiếng anh là gì

Thuật ngữ Kích hoạt tích điện được reviews nhập năm 1889 vị căn nhà khoa học tập người Thụy Điển Svante Arrhenius.

Sự dựa vào sức nóng phỏng và quan hệ với phương trình Arrhenius[sửa | sửa mã nguồn]

Các phương trình Arrhenius hỗ trợ cho những hạ tầng ấn định lượng về quan hệ thân ái tích điện kích hoạt và vận tốc tuy nhiên một phản xạ tổ chức. Từ phương trình, tích điện kích hoạt hoàn toàn có thể được nhìn thấy trải qua quan hệ.

Trong tê liệt A là nguyên tố bám theo cấp cho số nhân của phản xạ, R là hằng số khí phổ, T là sức nóng phỏng vô cùng (thường tính vị kelvins) và k là thông số vận tốc phản xạ. Ngay cả lúc không biết A, Ea hoàn toàn có thể được reviews kể từ sự thay cho thay đổi của những thông số vận tốc phản xạ như là 1 trong hàm của sức nóng phỏng (trong phạm vi hiệu lực hiện hành của phương trình Arrhenius).

Ở Lever nâng cao hơn nữa, thuật ngữ tích điện kích hoạt Arrhenius ròng rã kể từ phương trình Arrhenius được xem là một thông số xác lập thực nghiệm đã cho thấy phỏng tinh tế của vận tốc phản xạ với sức nóng phỏng. Có nhì sự phản đối nhằm link tích điện kích hoạt này với mặt hàng rào ngưỡng cho 1 phản xạ cơ phiên bản. Thứ nhất, thông thường ko rõ ràng liệu phản xạ với tổ chức nhập một bước hoặc không; những rào cản ngưỡng được xem khoảng bên trên toàn bộ quá trình cơ phiên bản với không nhiều độ quý hiếm lý thuyết. Thứ nhì, trong cả khi phản xạ đang rất được phân tích là cơ phiên bản, một phổ những vấp đụng riêng rẽ lẻ thêm phần nhập những hằng số vận tốc chiếm được kể từ những thử nghiệm lượng rộng lớn (bóng đèn) tương quan cho tới mặt hàng tỷ phân tử, với rất nhiều hình dạng và góc vấp đụng của hóa học phản xạ không giống nhau.

Chất xúc tác[sửa | sửa mã nguồn]

Mối mối liên hệ thân ái tích điện kích hoạt (Ea) và enthanpy của việc tạo hình (H) với và không tồn tại hóa học xúc tác, thủ đoạn ngăn chặn tọa phỏng phản xạ. Vị trí tích điện tối đa (vị trí cực kỳ đại) đại diện thay mặt mang đến hiện trạng gửi tiếp. Với hóa học xúc tác, tích điện quan trọng nhằm nhập hiện trạng gửi tiếp tách, vì thế tách tích điện quan trọng nhằm chính thức phản xạ.

Một hóa học thực hiện thay cho thay đổi hiện trạng gửi tiếp nhằm tách tích điện kích hoạt được gọi là hóa học xúc tác; một hóa học xúc tác chỉ bao hàm protein và (nếu có) những đồng nguyên tố phân tử nhỏ được gọi là enzyme. Một hóa học xúc tác thực hiện tăng vận tốc phản xạ tuy nhiên không biến thành hấp phụ nhập phản xạ.  Ngoài rời khỏi, hóa học xúc tác thực hiện tách tích điện kích hoạt, tuy nhiên nó ko thực hiện thay cho thay đổi tích điện của những hóa học phản xạ hoặc thành phầm ban sơ, và vì thế bất biến hiện trạng thăng bằng.  Thay nhập tê liệt, tích điện hóa học phản xạ và tích điện thành phầm vẫn không thay đổi và chỉ mất năng lượng kích hoạt bị thay cho thay đổi (giảm xuống).

Một hóa học xúc tác hoàn toàn có thể thực hiện tách tích điện kích hoạt bằng phương pháp tạo hình hiện trạng gửi tiếp Theo phong cách thuận tiện rộng lớn. Các hóa học xúc tác, về thực chất, tạo nên sự thích hợp "thoải mái" rộng lớn mang đến hóa học nền của phản xạ nhằm tiến bộ cho tới hiện trạng gửi tiếp. Như vậy hoàn toàn có thể là vì sự giải tỏa tích điện xẩy ra khi hóa học nền link với địa điểm sinh hoạt của hóa học xúc tác. Năng lượng này được gọi là Năng lượng link. Khi link với hóa học xúc tác, những hóa học nền nhập cuộc nhập nhiều lực ổn định ấn định trong lúc ở địa điểm sinh hoạt (tức là link hydro, lực khẩn khoản der Waals). Liên kết rõ ràng và thuận tiện xẩy ra nhập địa điểm sinh hoạt cho tới khi hóa học nền tạo hình hiện trạng quy đổi tích điện cao. Hình trở nên hiện trạng gửi tiếp thuận tiện rộng lớn với hóa học xúc tác vì thế những tương tác ổn định ấn định thuận tiện nhập quy trình phát hành trang sinh hoạt tích điện. Một phản xạ chất hóa học hoàn toàn có thể tạo nên một phân tử hiện trạng gửi tiếp tích điện cao đơn giản và dễ dàng rộng lớn khi với sự thích hợp ổn định ấn định nhập địa điểm sinh hoạt của hóa học xúc tác. Năng lượng link của một phản xạ là tích điện này được giải tỏa khi xẩy ra tương tác thuận tiện thân ái hóa học nền và hóa học xúc tác. Năng lượng link được giải tỏa tương hỗ trong những công việc đạt được hiện trạng gửi tiếp tạm thời. Các phản xạ không giống không tồn tại hóa học xúc tác cần thiết một mối cung cấp tích điện nguồn vào cao hơn nữa nhằm đạt được hiện trạng gửi tiếp. Phản ứng ko xúc tác không tồn tại sẵn tích điện tự tại kể từ những tương tác ổn định xác định trí sinh hoạt, ví dụ như phản xạ enzyme xúc tác.

Mối mối liên hệ với tích điện kích hoạt Gibbs[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phương trình Arrhenius, thuật ngữ tích điện kích hoạt (E a) được dùng nhằm tế bào mô tả tích điện quan trọng nhằm đạt cho tới hiện trạng gửi tiếp và quan hệ bám theo cấp cho số nhân k = A exp (- E a / RT). Trong lý thuyết hiện trạng gửi tiếp, một quy mô phức tạp rộng lớn về quan hệ thân ái vận tốc phản xạ và hiện trạng gửi tiếp, một quan hệ toán học tập tương tự động hình thức, phương trình Eyring, được dùng nhằm tế bào mô tả vận tốc của phản ứng: k = (k B T / h) exp (C G /RT). Tuy nhiên, thay cho quy mô hóa sự dựa vào sức nóng phỏng của vận tốc phản xạ bám theo cách thức luận, phương trình Eyring quy mô bước cơ phiên bản của từng phản xạ. Do tê liệt, so với một quy trình nhiều bước, không tồn tại quan hệ giản dị thân ái nhì quy mô. Tuy nhiên, những dạng tính năng của phương trình Arrhenius và Eyring là tương tự động nhau, và so với tiến độ một bước, những ứng giản dị và tăng thêm ý nghĩa chất hóa học hoàn toàn có thể được rút rời khỏi trong số những thông số Arrhenius và Eyring.

Xem thêm: công thức tính tỉ lệ gia tăng tự nhiên

Thay vì thế dùng E a, phương trình Eyring dùng định nghĩa tích điện Gibbs và ký hiệu Δ G nhằm biểu thị tích điện Gibbs kích hoạt nhằm đạt được hiện trạng gửi tiếp. Trong phương trình, k Bh thứ tự lượt là những hằng số Boltzmann và Planck. Mặc mặc dù những phương trình nhìn tương tự động nhau, điều cần thiết cần thiết Note là tích điện Gibbs có một thuật ngữ entropic ngoài thuật ngữ entanpi. Trong phương trình Arrhenius, hạn entropy này được cướp vị những nguyên tố trước nón Một. Cụ thể rộng lớn, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể viết lách tích điện kích hoạt free Gibbs bám theo entanpy vàentropy kích hoạt: Δ G = Δ H - T Δ S . Sau tê liệt, so với phản xạ ko phân tử, một bước, những quan hệ gần đích E a = H + RTA = (k B T / h) exp (1 + Δ S / R) lưu giữ. Tuy nhiên, Note rằng nhập lý thuyết Arrhenius phù hợp, A song lập với sức nóng phỏng, trong lúc ở phía trên, với sự dựa vào tuyến tính nhập T. Đối với tiến độ đơn phân tử một bước với chu kỳ luân hồi phân phối chảy ở sức nóng phỏng chống khoảng tầm 2 tiếng đồng hồ, Δ G xấp xỉ 23 kcal / mol. Đây cũng chính là kích cỡ của E a so với phản xạ xẩy ra nhập một vài giờ ở sức nóng phỏng chống. Do vai trò kha khá nhỏ của T Δ S RT ở sức nóng phỏng thông thường so với đa số những phản xạ, nhập bài bác giảng luộm thuộm, E một, Δ G , và Δ H thông thường lồng việc và toàn bộ được gọi là "năng lượng kích hoạt".

Tuy nhiên, toàn cỗ sự thay cho thay đổi tích điện tự tại của một phản xạ ko tùy theo tích điện kích hoạt. Phản ứng vật lý cơ và chất hóa học hoàn toàn có thể là exergonic hoặc endergonic, tuy nhiên tích điện kích hoạt ko tương quan cho tới tính tự động trừng trị của phản xạ. Sự thay cho thay đổi tích điện phản xạ tổng thể không biến thành thay cho thay đổi vị tích điện kích hoạt.

Năng lượng kích hoạt tiêu xài cực[sửa | sửa mã nguồn]

Trong một số trong những tình huống, vận tốc phản xạ giảm khi sức nóng phỏng tăng. Khi tuân bám theo quan hệ bám theo cấp cho số nhân nhằm hằng số vận tốc vẫn hoàn toàn có thể phù phù hợp với biểu thức Arrhenius, điều này kéo đến độ quý hiếm âm của E a. Các phản xạ cơ phiên bản thể hiện nay những tích điện kích hoạt xấu đi này thông thường là những phản xạ không tồn tại rào cản, nhập tê liệt quy trình phản xạ tùy theo việc bắt lưu giữ những phân tử nhập một giếng tiềm năng. Việc tăng sức nóng phỏng kéo đến tách phần trăm những phân tử vấp đụng bắt lưu giữ nhau (với những vấp đụng liếc đôi mắt nhiều hơn thế ko kéo đến phản xạ vì thế động lượng cao hơn nữa đem những phân tử vấp đụng thoát ra khỏi giếng tiềm năng), được biểu thị như 1 mặt phẳng cắt phản xạ tuy nhiên tách khi sức nóng phỏng tăng. Một trường hợp như thế không thể kéo đến những trình diễn giải thẳng như độ cao của một rào cản tiềm năng.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • "Activation energy" Lưu trữ 2007-09-27 bên trên Wayback Machine (from the IUPAC "Gold Book")
  • Chapter 14: Activation energy Lưu trữ 2007-10-19 bên trên Wayback Machine
  • The Activation Energy of Chemical Reactions