енергія активації

Сильне зміна швидкості реакції зі зміною температури пояснює теорія активації. Відповідно до цієї теорії в хімії-чеський взаємодію вступають лише активні молекулами-ли (частки), що володіють енергією. достатньою для здійснювала-тичних даної реакції. Неактивні частки можна зробити активними. якщо повідомити їм необхідну додаткову енергію. - цей процес називається активацією. Один із способів активації - збіль-чення температури. при підвищенні температури число активних частинок сильно зростає. завдяки чому різко збільшується ско-кість.

Енергія. яку треба повідомити молекулам (частинкам) реагуючих речовин. щоб перетворити їх в активні. називається енергією активації.

Її визначають дослідним шляхом. позначають літерою Е a і зазвичай висловлюють в кДж / моль. Так. наприклад. для з'єднання водню і йоду (Н 2 + I 2 = 2 Н I) Еа = 167,4 кДж / моль. а для розпаду иодоводорода (2 Н I = Н 2 + I 2) Е а = 186,2 кДж / моль.

Енергія активації Е a залежить від природи реагуючих речовин і служить характеристикою кожної реакції. Ці уявлення пояснив-ються малюнком:

на прикладі реакції в загальному вигляді А 2 + В 2 = 2 АВ. Вісь ординат характеризує потенціалом-ву енергію системи, вісь абсцис - хід реакції. початковий стан → перехідний стан → конеч-ве стан. Щоб реагують речовини А 2 і В 2 утворили про-дукт реакції АВ. вони повинні подолати енергетичний бар'єр С. На це витрачається енергія активації Е а. на значення якої зростає енергія систе-ми. При цьому в ході реакції з частинок реагуючих речовин обра-зуется проміжна нестійкий-вая угруповання. звана перехідним станом або активує-ванним комплексом (в точці С), наступний розпад якого приводить до утворення кінцевого продукту АВ. Механізм реакції можна зобразити схемою

вихідні реагенти (початковий стан системи)

активоване комплекс (перехідний стан)

продукти реакції (кінцевий стан системи)

Якщо при розпаді активованого комплексу виділяється більше енергії. ніж це необхідно для активації частинок. то реакція екзо-термічна. Прикладом ендотермічної реакції служить зворотний процес - утворення з речовини АВ речовин А 2 і В 2. 2 АВ = А 2 + В 2. У цьому випадку процес протікає також через освіту активованого комплексу А2 В 2. однак енергія активації більше. ніж для прямого процесу. Е а = Е а + # 8710; H (# 8710; H - тепловий ефект реакції). Для протікання ендотермічною реакцій потрібно підведення енергії ззовні.

Як видно з малюнка

різниця енергій кінцевого стану систе-ми (H кін) і початкового (H поч) дорівнює тепловому ефекту реакції.

Швидкість реакції безпосередньо залежить від значення енергії активації. якщо воно мало. то за певний час протікання реакції енергетичний бар'єр подолає велике число часток і швидкість реакції буде високою. але якщо енергія активації велика. то реакція йде повільно.

При взаємодії іонів енергія активації дуже мала і іонні реакції протікають з дуже великою швидкістю (практично миттєво).