L'énergie d'activation

Les étincelles générées par la suppression de l'acier contre un silex fournir l'énergie d'activation pour amorcer la combustion dans cette Bec Bunsen. La flamme bleue se maintenir après les étincelles sont éteints parce que la combustion continue de la flamme est maintenant énergétiquement favorable.

Dans la chimie , de l'énergie d'activation est un terme introduit en 1889 par le scientifique suédois Svante Arrhenius qui est définie comme l'énergie minimum qui doit être entrée dans un système chimique, contenant des réactifs potentiels, pour qu'une réaction chimique ait lieu. L'énergie d'activation peut également être définie comme l'énergie minimale nécessaire pour démarrer une réaction chimique. L'énergie d'activation de la réaction est habituellement désignée par E et _une donnée en unités de kilojoules par mole.

L'énergie d'activation peut être considérée comme la hauteur de la barrière de potentiel (parfois appelée la barrière d'énergie) séparant deux minima de l'énergie potentielle (des réactifs et des produits d'une réaction). Pour une réaction chimique de se dérouler à une vitesse raisonnable, il devrait exister un nombre appréciable de molécules ayant une énergie égale ou supérieure à l'énergie d'activation.

A un niveau plus avancé, le terme d'énergie d'activation d'Arrhenius de l'équation d'Arrhenius est mieux considéré comme un paramètre déterminé expérimentalement qui indique la sensibilité de la vitesse de réaction à la température. Il ya deux objections à associer cette énergie d'activation avec la barrière de seuil pour une réaction élémentaire. Tout d'abord, il est souvent difficile de savoir si ou non réaction ne se déroule en une seule étape; barrières de seuil qui sont réparties sur la totalité étapes élémentaires ont peu de valeur théorique. Deuxièmement, même si la réaction étudiée est élémentaire, un spectre de collisions individuelles contribue à évaluer constantes obtenues en vrac («ampoule») expériences impliquant des milliards de molécules, avec beaucoup de différentes géométries et des angles réactif collision, translation différente et (éventuellement) de vibration - toutes les énergies qui peuvent conduire à des vitesses de réaction microscopiques.

Énergie d'activation négative

Dans certains cas, les taux de réaction diminuent lorsque la température augmente. En suivant une relation approximativement exponentielle de sorte que la constante de vitesse peut encore être apte à une expression Arrhenius, cela se traduit par une valeur négative de E _un. Réactions élémentaires présentant ces énergies d'activation négatifs sont généralement des réactions sans barrières, dans lequel la procédure de réaction repose sur la capture des molécules dans un puits de potentiel. L'augmentation de la température conduit à une probabilité réduite de molécules de capture qui entrent en collision les uns des autres (avec plus de collisions de Bragg ne conduisant pas à une réaction ultérieure comme la dynamique entraîne les particules qui entrent en collision sur le puits de potentiel), exprimé en réaction section transversale qui diminue lorsque la température augmente. Une telle situation ne est plus lui-même conduit à diriger les interprétations que la hauteur d'un spot potentiel.

l'indépendance de la température et de la relation de l'équation d'Arrhenius

Le Donne l'équation d'Arrhenius base quantitative de la relation entre l'énergie d'activation et la vitesse à laquelle la réaction se poursuit. De l'équation d'Arrhénius, l'énergie d'activation peut être exprimée comme

où A est la facteur de fréquence pour la réaction, R est le universel constante des gaz, T est la température (en degrés Kelvin ), et k est le la vitesse de réaction de coefficient. Bien que cette équation indique que l'énergie d'activation dépend de la température, dans les régimes où l'équation d'Arrhenius est valide ce est annulée par la dépendance en température de k. Ainsi, _un E peut être évaluée à partir de la constante de vitesse de réaction à toute température (à moins de la validité de l'équation d'Arrhenius).

Catalyse

La relation entre l'énergie d'activation ( ) Et enthalpie de formation (Δ H) avec et sans catalyseur, tracé contre le coordonnée de réaction. La position de la plus haute énergie (de la position du pic) représente l'état de transition. Avec le catalyseur, l'énergie nécessaire pour entrer des diminutions d'état de transition, ce qui diminue l'énergie nécessaire pour amorcer la réaction.

Une substance qui modifie l'état de transition d'abaisser l'énergie d'activation est appelé un catalyseur ; un biologique est appelée un catalyseur enzyme. Il est important de noter que le catalyseur augmente la vitesse de réaction sans être consommé par elle. En outre, tandis que le catalyseur abaisse l'énergie d'activation, il ne modifie pas les énergies des réactifs ou des produits d'origine. Au contraire, l'énergie réactive et l'énergie du produit restent les mêmes et que l'énergie d'activation est modifiée (abaissé).

Relations avec énergie libre de Gibbs

Dans le Équation d'Arrhénius, l'énergie d'activation de l'expression _{(E a)} est utilisé pour décrire l'énergie nécessaire pour atteindre le état de transition. De même, la Eyring équation est une équation similaire qui décrit également la vitesse d'une réaction. Au lieu d'en utilisant également E _a, cependant, l'équation Eyring utilise le concept de Gibbs l'énergie libre et le symbole * pour désigner l'énergie de la état de transition.