năng lượng hoạt hóa là gì

Bách khoa toàn thư phanh Wikipedia

Năng lượng hoạt hóa của hóa học là tích điện ít nhất cần thiết cung ứng cho những đái phân nhằm bọn chúng trở nên 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 khá nhiều đái phân tử hoạt động và sinh hoạt nên vận tốc phản xạ càng rộng lớn.

Không chỉ vậy, tích điện hoạt hóa sở hữu tác động cho tới vận tốc phản xạ, độ dài rộng, hình dạng, nhất là sự việc lý thuyết không khí của những đái phân Khi vấp đụng của những đái phân hoạt động và 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 nên được cung ứng mang lại 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 vật lý cơ không giống.

Năng lượng kích hoạt (E_a) của một phản xạ được đo bởi 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 là kích thước của mặt hàng rào tiềm năng (đôi Khi được gọi là mặt hàng rào năng lượng) tách biệt vô cùng đái của mặt phẳng tích điện tiềm năng tương quan cho tới hiện trạng nhiệt độ động thuở đầu và sau cuối. Để phản xạ chất hóa học hoặc phân loại ra mắt ở vận tốc phù hợp, nhiệt độ chừng của khối hệ thống nên đầy đủ cao nhằm tồn bên trên con số phân tử đáng chú ý sở hữu tích điện tịnh tiến bộ bởi hoặc to hơn tích điện kích hoạt.

Xem thêm: cách tính giá trị biểu thức

Thuật ngữ Kích hoạt tích điện được trình làng nhập năm 1889 bởi ngôi nhà khoa học tập người Thụy Điển Svante Arrhenius.

Sự dựa vào nhiệt độ chừng và quan hệ với phương trình Arrhenius[sửa | sửa mã nguồn]

Các phương trình Arrhenius cung ứng cho những hạ tầng quyết định lượng về quan hệ đằm thắm tích điện kích hoạt và vận tốc nhưng mà một phản xạ tổ chức. Từ phương trình, tích điện kích hoạt rất có thể được nhìn thấy trải qua quan hệ.

Trong cơ A là nhân tố theo đuổi cung cấp số nhân của phản xạ, R là hằng số khí phổ, T là nhiệt độ chừng vô cùng (thường tính bởi kelvins) và k là thông số vận tốc phản xạ. Ngay cả lúc không biết A, E_a rất có thể được Reviews kể từ sự thay cho thay đổi của những thông số vận tốc phản xạ như là 1 trong những hàm của nhiệt độ chừng (trong phạm vi hiệu lực thực thi 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 chúng ta thấy chừng nhạy bén của vận tốc phản xạ với nhiệt độ chừng. Có nhì sự phản đối nhằm link tích điện kích hoạt này với mặt hàng rào ngưỡng cho 1 phản xạ cơ bạn dạng. Thứ nhất, thông thường ko rõ ràng liệu phản xạ sở hữu tổ chức nhập một bước hoặc không; những rào cản ngưỡng được xem khoảng bên trên toàn bộ quá trình cơ bạn dạng sở hữu 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 vấp đụng riêng biệt lẻ góp thêm phần nhập những hằng số vận tốc nhận được kể từ những thực nghiệm lượng rộng lớn (bóng đèn) tương quan cho tới mặt hàng tỷ phân tử, với khá nhiều hình dạng và góc vấp đụng của hóa học phản xạ không giống nhau.

Chất xúc tác[sửa | sửa mã nguồn]

Mối mối quan hệ đằm thắm tích điện kích hoạt (E_a) và enthanpy của việc tạo hình (H) sở hữu và không tồn tại hóa học xúc tác, thủ đoạn ngăn chặn tọa chừng phản xạ. Vị trí tích điện tối đa (vị trí vô cùng đại) thay mặt đại diện mang lại hiện trạng fake tiếp. Với hóa học xúc tác, tích điện quan trọng nhằm nhập hiện trạng fake tiếp rời, vì thế rời tích điện quan trọng nhằm chính thức phản xạ.

Một hóa học thực hiện thay cho thay đổi hiện trạng fake tiếp nhằm rời 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 nhưng mà không trở nên hấp phụ nhập phản xạ.  Ngoài rời khỏi, hóa học xúc tác thực hiện rời 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 bất biến hiện trạng cân đối.  Thay nhập cơ, 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 rời tích điện kích hoạt bằng phương pháp tạo hình hiện trạng fake tiếp Theo phong cách tiện nghi rộng lớn. Các hóa học xúc tác, về thực chất, tạo nên sự thích hợp "thoải mái" rộng lớn mang lại hóa học nền của phản xạ nhằm tiến bộ cho tới hiện trạng fake tiếp. Như vậy rất có thể là vì sự hóa giải 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 quyết định trong những khi ở địa điểm hoạt động và sinh hoạt (tức là link hydro, lực nài der Waals). Liên kết rõ ràng và tiện nghi 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 nên hiện trạng fake tiếp tiện nghi rộng lớn với hóa học xúc tác vì thế những tương tác ổn định quyết định tiện nghi 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 fake tiếp tích điện cao đơn giản rộng lớn Khi sở hữu sự thích hợp ổn định quyết 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 hóa giải Khi xẩy ra tương tác tiện nghi đằm thắm hóa học nền và hóa học xúc tác. Năng lượng link được hóa giải tương hỗ trong những việc đạt được hiện trạng fake 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 fake 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 quan 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 miêu tả tích điện quan trọng nhằm đạt cho tới hiện trạng fake tiếp và quan hệ theo đuổi cung cấp số nhân k = A exp (- E _a / RT). Trong lý thuyết hiện trạng fake tiếp, một quy mô phức tạp rộng lớn về quan hệ đằm thắm vận tốc phản xạ và hiện trạng fake tiếp, một quan hệ toán học tập tương tự động vẻ ngoài, phương trình Eyring, được dùng nhằm tế bào miêu 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 nhiệt độ chừng của vận tốc phản xạ theo đuổi cách thức luận, phương trình Eyring quy mô bước cơ bạn dạng của từng phản xạ. Do cơ, so với một quy trình nhiều bước, không tồn tại quan hệ giản dị và đơn giản đằm thắm 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 đơn giản và ý nghĩa chất hóa học rất có thể được rút rời khỏi trong những thông số Arrhenius và Eyring.

Xem thêm: các thể loại văn học

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 fake tiếp. Trong phương trình, k _B và h thứ tự lượt là những hằng số Boltzmann và Planck. Mặc mặc dù những phương trình coi 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 bởi những nhân tố trước nón Một. Cụ thể rộng lớn, tất cả chúng ta rất có thể viết lách tích điện kích hoạt không lấy phí Gibbs theo đuổi entanpy vàentropy kích hoạt: Δ G ^‡ = Δ H ^‡ - T Δ S ^‡. Sau cơ, so với phản xạ ko phân tử, một bước, những quan hệ gần đích E _a = H ^‡ + RT và A = (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 nhiệt độ chừng, trong những khi ở trên đây, sở hữu sự dựa vào tuyến tính nhập T. Đối với tiến độ đơn phân tử một bước sở hữu chu kỳ luân hồi cung cấp tung ở nhiệt độ chừng 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 nhiệt độ chừng chống. Do vai trò kha khá nhỏ của T Δ S ^‡ và RT ở nhiệt độ chừng thông thường so với đa số những phản xạ, nhập bài xích 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 rất có thể là exergonic hoặc endergonic, tuy nhiên tích điện kích hoạt ko tương quan cho tới tính tự động vạc của phản xạ. Sự thay cho thay đổi tích điện phản xạ tổng thể không trở nên thay cho thay đổi bởi tích điện kích hoạt.

Năng lượng kích hoạt chi phí cực[sửa | sửa mã nguồn]

Trong một vài tình huống, vận tốc phản xạ giảm Khi nhiệt độ chừng tăng. Khi tuân theo đuổi quan hệ theo đuổi cung cấp số nhân nhằm hằng số vận tốc vẫn rất có thể phù phù hợp với biểu thức Arrhenius, điều này dẫn theo độ quý hiếm âm của E _a. Các phản xạ cơ bạn dạng thể hiện nay những tích điện kích hoạt xấu đi này thông thường là những phản xạ không tồn tại rào cản, nhập cơ quy trình phản xạ tùy theo việc bắt lưu giữ những phân tử nhập một giếng tiềm năng. Việc tăng nhiệt độ chừng dẫn theo rời phần trăm những phân tử vấp đụng bắt lưu giữ nhau (với những vấp đụng liếc đôi mắt nhiều hơn thế ko dẫn theo phản xạ vì thế động lượng cao hơn nữa đem những phân tử vấp đụng thoát khỏi giếng tiềm năng), được biểu thị như 1 mặt phẳng cắt phản xạ nhưng mà rời Khi nhiệt độ chừng tăng. Một trường hợp như thế không thể dẫn theo những biểu 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