Kluczowa różnica między energią aktywacji a energią progową polega na tym, że energia aktywacji opisuje potencjalną różnicę energii między reagentami a aktywowanym kompleksem, podczas gdy energia progowa opisuje energię wymaganą przez reagenty do skutecznego zderzenia się ze sobą w celu utworzenia aktywowany kompleks.
Energia to zdolność do wykonywania pracy. Jeśli jest wystarczająco dużo energii, możemy użyć tej energii do wykonania jakiejś pracy, której pragniemy; w chemii ta praca może być reakcją chemiczną lub reakcją jądrową. energia aktywacji i energia progowa to dwa terminy, których używamy w chemii do zdefiniowania dwóch różnych form energii.
Co to jest energia aktywacji?
Energia aktywacji to forma energii, której potrzebujemy, aby aktywować reakcję chemiczną lub jądrową lub jakąkolwiek inną. W większości przypadków tę formę energii mierzymy w jednostkach kilodżuli na mol (kJ/mol). Ta forma energii jest potencjalną barierą energetyczną, która zapobiega postępowi reakcji chemicznej. Oznacza to, że zapobiega przekształcaniu się reagentów w produkty. Ponadto, aby reakcja chemiczna przebiegała w układzie termodynamicznym, układ powinien osiągnąć wysoką temperaturę wystarczającą do dostarczenia reagentom energii równej lub większej niż bariera energii aktywacji.
Rysunek 01: Szybkość reakcji w przypadku braku i obecności katalizatora
Jeżeli system otrzymuje wystarczającą ilość energii, szybkość reakcji wzrasta. Jednak w niektórych przypadkach szybkość reakcji spada wraz ze wzrostem temperatury. Wynika to z ujemnej energii aktywacji. Za pomocą równania Arrheniusa możemy obliczyć szybkość reakcji i energię aktywacji. Wygląda to następująco:
K=Ae-Ea/(RT)
Gdzie k jest współczynnikiem szybkości reakcji, A jest współczynnikiem częstości reakcji, R jest uniwersalną stałą gazową, a T jest temperaturą bezwzględną. Wtedy Ea to energia aktywacji.
Dodatkowo katalizatory to substancje, które mogą obniżyć barierę energii aktywacji dla reakcji. robi to poprzez modyfikację stanu przejściowego reakcji. Ponadto reakcja nie zużywa katalizatora podczas postępu reakcji.
Co to jest energia progowa?
Energia progowa to minimalna energia, jaką musi posiadać para cząstek, aby doszło do udanego zderzenia. Termin ten jest bardzo przydatny w fizyce cząstek elementarnych, a nie w chemii. Tutaj mówimy o energii kinetycznej cząstek. To zderzenie cząstek tworzy aktywowany kompleks (pośredni) reakcji. Dlatego energia progowa jest równa sumie energii kinetycznej i energii aktywacji. Stąd ta forma energii jest zawsze równa lub większa niż energia aktywacji.
Jaka jest różnica między energią aktywacji a energią progową?
Energia aktywacji to forma energii, której potrzebujemy, aby aktywować reakcję chemiczną lub jądrową lub jakąkolwiek inną. Opisuje różnicę energii potencjalnej między reagentami a aktywowanym kompleksem. Co więcej, jego wartość jest zawsze równa lub niższa od energii progowej tego samego układu termodynamicznego. Z kolei energia progowa to minimalna energia, jaką musi posiadać para cząstek, aby doszło do udanego zderzenia. Opisuje energię wymaganą przez reagenty do skutecznego zderzenia się ze sobą w celu utworzenia aktywowanego kompleksu. Poza tym wartość tej energii jest zawsze równa lub większa niż energia aktywacji tego samego układu termodynamicznego. Poniższa infografika przedstawia różnicę pomiędzy energią aktywacji a energią progową w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Energia aktywacji a energia progowa
Możemy zdefiniować zarówno energię progową, jak i energię aktywacji dla systemu termodynamicznego. Kluczową różnicą między energią aktywacji a energią progową jest to, że energia aktywacji opisuje różnicę energii potencjalnej między reagentami a aktywowanym kompleksem, podczas gdy energia progowa opisuje energię wymaganą przez reagenty do skutecznego zderzenia się ze sobą w celu utworzenia aktywowanego kompleksu.
