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 cung ứng cho những đái phân nhằm bọn chúng phát triển thành hoạt động và 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 thuở đầu, tích điện ít nhất nhằm phản xạ rất có thể xẩy ra.

Năng lượng hoạt hóa càng nhỏ thì sẽ càng có rất nhiều đái phân tử hoạt động và sinh hoạt nên vận tốc phản xạ càng rộng lớn.

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

Trong chất hóa học và cơ vật lý, Năng lượng Kích hoạt là tích điện nên được cung ứng 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 kỳ lạ cơ vật lý không giống.

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

Năng lượng kích hoạt rất có thể được xem như là kích thước của mặt hàng rào tiềm năng (đôi khi được gọi là mặt hàng rào năng lượng) tách biệt rất rất đái của mặt phẳng tích điện tiềm năng tương quan cho tới hiện trạng sức nóng động thuở đầu và ở đầu cuối. Để phản xạ chất hóa học hoặc phân loại ra mắt ở vận tốc phù hợp, sức nóng phỏng của khối hệ thống nên đầy đủ cao nhằm tồn bên trên con số phân tử đáng chú ý đem tích điện tịnh tiến bộ vày hoặc to hơn tích điện kích hoạt.

Xem thêm: đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp hà nội học phí

Thuật ngữ Kích hoạt tích điện được reviews nhập năm 1889 vày mái ấm 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 cung ứng cho những hạ tầng ấn định lượng về quan hệ thân thiết tích điện kích hoạt và vận tốc tuy nhiên một phản xạ tổ chức. Từ phương trình, tích điện kích hoạt rất có thể được nhìn thấy trải qua quan hệ.

Trong tê liệt A là nhân tố theo dõi cung cấp số nhân của phản xạ, R là hằng số khí phổ, T là sức nóng phỏng vô cùng (thường tính vày kelvins) và k là thông số vận tốc phản xạ. Ngay cả lúc không biết A, Ea rất 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 thực thi 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 như là một thông số xác lập thực nghiệm đã cho chúng ta thấy phỏng nhạy cảm 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 bạn dạng. Trước tiên, thông thường ko rõ ràng liệu phản xạ đem tổ chức nhập một bước hoặc không; những rào cản ngưỡng được xem tầm bên trên toàn bộ quá trình cơ bạn dạng đem không nhiều độ quý hiếm lý thuyết. Thứ nhì, trong cả khi phản xạ đang rất được phân tích là cơ bạn dạng, một phổ những va vấp va riêng rẽ lẻ góp thêm phần nhập những hằng số vận tốc chiếm được kể từ những thực nghiệm lượng rộng lớn (bóng đèn) tương quan cho tới mặt hàng tỷ phân tử, với rất nhiều hình dạng và góc va vấp va của hóa học phản xạ không giống nhau.

Chất xúc tác[sửa | sửa mã nguồn]

Mối mối liên hệ thân thiết tích điện kích hoạt (Ea) và enthanpy của sự việc tạo hình (H) đem và không tồn tại hóa học xúc tác, thủ đoạn ngăn chặn tọa phỏng phản xạ. Vị trí tích điện tối đa (vị trí rất rất đại) 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 nhân tố phân tử nhỏ được gọi là enzyme. Một hóa học xúc tác thực hiện tăng vận tốc phản xạ tuy nhiên không xẩy ra hấp phụ nhập phản xạ.  Ngoài đi ra, 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 thuở đầu, và vì thế không bao giờ thay đổi hiện trạng cân đối.  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 rất có thể thực hiện tách tích điện kích hoạt bằng phương pháp tạo hình hiện trạng gửi tiếp Theo phong cách tiện lợi 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 rất có thể là vì sự giải tỏa tích điện xẩy ra khi hóa học nền link với địa điểm hoạt động và 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 những khi ở địa điểm hoạt động và sinh hoạt (tức là link hydro, lực khẩn khoản der Waals). Liên kết rõ ràng và tiện lợi xẩy ra nhập địa điểm hoạt động và sinh hoạt cho tới khi hóa học nền tạo hình hiện trạng quy đổi tích điện cao. Hình trở thành hiện trạng gửi tiếp tiện lợi rộng lớn với hóa học xúc tác vì như thế những tương tác ổn định ấn định tiện lợi nhập quy trình phát hành trang hoạt động và sinh hoạt tích điện. Một phản xạ chất hóa học rất có thể tạo nên một phân tử hiện trạng gửi tiếp tích điện cao dễ dàng và đơn giản rộng lớn khi đem sự thích hợp ổn định ấn định nhập địa điểm hoạt động và 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 tiện lợi thân thiết hóa học nền và hóa học xúc tác. Năng lượng link được giải tỏa tương hỗ trong công việc đạt được hiện trạng gửi tiếp tạm bợ. 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 hoạt động và 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 theo dõi cung cấp 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 thiết vận tốc phản xạ và hiện trạng gửi tiếp, một quan hệ toán học tập tương tự động hiệ tượng, 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, chứ không quy mô hóa sự dựa vào sức nóng phỏng của vận tốc phản xạ theo dõi cách thức luận, phương trình Eyring quy mô bước cơ bạn dạng của từng phản xạ. Do tê liệt, so với một quy trình nhiều bước, không tồn tại quan hệ giản dị và đơn giản thân thiết nhì quy mô. Tuy nhiên, những dạng công dụng của phương trình Arrhenius và Eyring là tương tự động nhau, và so với tiến độ một bước, những ứng giản dị và đơn giản và tăng thêm ý nghĩa chất hóa học rất có thể được rút đi ra trong những thông số Arrhenius và Eyring.

Xem thêm: công thức tính diện tích hình cầu

Thay vì như 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 phen lượt là những hằng số Boltzmann và Planck. Mặc cho dù những phương trình nom tương tự động nhau, điều cần thiết cần thiết cảnh báo là tích điện Gibbs có một thuật ngữ entropic ngoài thuật ngữ entanpi. Trong phương trình Arrhenius, hạn entropy này được rung rinh vày những nhân tố trước nón Một. Cụ thể rộng lớn, tất cả chúng ta rất có thể ghi chép tích điện kích hoạt không lấy phí Gibbs theo dõi 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 chính E a = H + RTA = (k B T / h) exp (1 + Δ S / R) lưu giữ. Tuy nhiên, cảnh báo rằng nhập lý thuyết Arrhenius tương thích, A song lập với sức nóng phỏng, trong những khi ở phía trên, đem sự dựa vào tuyến tính nhập T. Đối với tiến độ đơn phân tử một bước đem chu kỳ luân hồi chào bán chảy ở sức nóng phỏng chống khoảng tầm 2 tiếng, Δ G xấp xỉ 23 kcal / mol. Đây cũng chính là kích thước của E a so với phản xạ xẩy ra nhập 2 tiếng đồng hồ 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 cơ vật lý và chất hóa học rất có thể là exergonic hoặc endergonic, tuy nhiên tích điện kích hoạt ko tương quan cho tới tính tự động phân phát của phản xạ. Sự thay cho thay đổi tích điện phản xạ tổng thể không xẩy ra thay cho thay đổi vày 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 theo dõi quan hệ theo dõi cung cấp số nhân nhằm hằng số vận tốc vẫn rất có thể phù phù hợp với biểu thức Arrhenius, điều này kéo theo độ quý hiếm âm của E a. Các phản xạ cơ bạn dạng thể hiện tại 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 theo tách phần trăm những phân tử va vấp va bắt lưu giữ nhau (với những va vấp va liếc đôi mắt nhiều hơn nữa ko kéo theo phản xạ vì như thế động lượng cao hơn nữa đem những phân tử va vấp va thoát 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 hề kéo theo những thao 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