Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Reakcijske stopnje
- Ravnotežje
- Načelo Le Chateliers
- Toplota in ravnovesje
Nekatere kemične reakcije - na primer kurjenje lesa ali eksplozija TNT - sproščajo toploto v okolico. Kemiki imenujejo te eksotermične reakcije.Zvišanje temperature vpliva na eksotermično reakcijo na dva različna načina: s spreminjanjem hitrosti reakcije in s spreminjanjem ravnovesja med produkti in reaktanti na koncu reakcije.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Na splošno se bo vaša reakcija pospešila, ker višja temperatura pomeni več toplote in energije v vašem sistemu. V nekaterih primerih pa lahko zvišanje temperature spremeni ravnovesje in prepreči, da bi se pojavile nekatere reakcije.
Reakcijske stopnje
Skoraj vse reakcije gredo hitreje, ko se temperatura zvišuje - vključno z eksotermičnimi reakcijami. Na primer, reakcija med kisikom v zraku in kemikalijami na koncu vžigalice je pri sobni temperaturi tako počasna, da se nič ne zgodi. Ko konico vžigalice segrejete tako, da jo udarite proti udarnemu traku na škatli, pa se temperatura poveča in s tem hitrost reakcije, dokler ne gori z vročim plamenom. Na splošno bolj ko boste zvišali temperaturo eksotermične reakcije, hitreje bo šlo.
Ravnotežje
Večina kemičnih reakcij lahko poteka v obe smeri, kar pomeni, da lahko tečejo naprej in pretvorijo reaktante v izdelke ali tečejo vzvratno in izdelke pretvorijo v reaktante. Ko reakcija teče naprej, se reaktanti postopoma izčrpavajo, medtem ko se produkti začnejo kopičiti, tako da se reakcija upočasni, medtem ko se povratna reakcija pospeši. Konec koncev sta hitrost povratne in povratne reakcije enaka, zato se kljub temu, da se reakcija še naprej dogaja, količine produktov in reaktantov ne spreminjajo. To stanje dinamičnega ravnovesja imenujemo ravnotežje.
Načelo Le Chateliers
Razmerje reaktantov in ravnotežnih produktov je odvisno od specifične kemične reakcije. Na primer za ogenj je malo, če kateri koli reaktant ostane v ravnotežju, medtem ko za nekaj, kot je reakcija med dušikom in vodikom, da nastane amonijak, lahko veliko reaktantov ostane v ravnovesju. Načelo Le Chateliers v osnovi pravi, da želijo vsi kemični sistemi priti do ravnovesja. Če reakcijskim produktom v kemični sistem dodate ravnotežje, lahko pričakujete, da se bo neka količina izdelka pretvorila v reaktante, medtem ko če dodate reaktante, se bo neka količina reaktantov pretvorila v produkte, tako da se ohrani ravnovesje.
Toplota in ravnovesje
Za eksotermično reakcijo je toplota v bistvu produkt reakcije. V skladu z načelom Le Chateliers, če zvišujete temperaturo, povečate količino produktov in tako uravnotežite ravnotežje nazaj v reaktante, kar pomeni, da bo ravnovesje ostalo več reaktantov. Višja kot je temperatura, bolj se ravnovesje v ravnovesju premakne nazaj proti reaktantom. Znan primer je reakcija med vodikom in dušikom, da nastane amonijak. Pri sobni temperaturi je reakcija tako počasna, da se ne zgodi nič. Če zvišate temperaturo za pospešitev reakcije, pa se ravnovesje v ravnovesju premakne nazaj proti reaktantom in nastane zelo malo amoniaka.