Tanulás

Aktiválási energia — Energiaprofil

k=Ae^(−Eₐ/RT) összekapcsolja a sebességi állandót a hőmérséklettel. A nagyobb Eₐ erősebb hőmérséklet-érzékenységet jelent. ln k és 1/T ábrázolása egyszerű esetben közel egyenest ad, amelynek meredeksége −Eₐ/R; így kísérleti adatokból aktiválási energia becsülhető.

Energiaprofil

k=Ae^(−Eₐ/RT) összekapcsolja a sebességi állandót a hőmérséklettel. A nagyobb Eₐ erősebb hőmérséklet-érzékenységet jelent. ln k és 1/T ábrázolása egyszerű esetben közel egyenest ad, amelynek meredeksége −Eₐ/R; így kísérleti adatokból aktiválási energia becsülhető.

Miért számít a hőmérséklet?

A katalizátor más mechanizmust kínál, amelynek legmagasabb energiájú gátja alacsonyabb lehet. Nem „energiát ad” a reagenseknek, és nem változtatja meg a reagensek és termékek termodinamikai energiaszint-különbségét. Emiatt az egyensúly helyzetét sem tolja el, csak annak elérését gyorsítja.

Arrhenius-egyenlet

Ugyanannak az elemi energiaprofilnak az előre- és visszafelé aktiválási energiája általában nem azonos, ha a reagensek és termékek energiaszintje különbözik. Egy erősen exoterm reakció visszafelé nagyobb gátat mutathat. Ebből is látszik, hogy Eₐ és reakcióentalpia két külön mennyiség.

Katalizátor hatása

Valós reakciók gyakran köztes termékeken keresztül több elemi lépésből állnak, ezért az energiaprofil több csúcsot és völgyet tartalmaz. A sebességet nem feltétlenül egyetlen „első csúcs” határozza meg; a teljes mechanizmus és az egyes lépések kinetikája együtt adja a megfigyelt sebességi törvényt.

Aktiválási energiak = Ae^(−Eₐ/RT)

Energiaprofil

Két reakcióút ugyanahhoz a termékhez vezethet, mégis nagyon eltérő sebességgel. Az alacsonyabb aktiválási gát gyorsabb kinetikát adhat anélkül, hogy a végállapot termodinamikai stabilitása megváltozna. Ezért a „gyorsabban történik” és a „kedvezőbb egyensúly” nem felcserélhető állítás.

A katalizátor más mechanizmust kínál, amelynek legmagasabb energiájú gátja alacsonyabb lehet. Nem „energiát ad” a reagenseknek, és nem változtatja meg a reagensek és termékek termodinamikai energiaszint-különbségét. Emiatt az egyensúly helyzetét sem tolja el, csak annak elérését gyorsítja.