Энергия активации PDF Печать E-mail
ОБЩАЯ ХИМИЯ - Скорость химической реакции. Химическое равновесие
Автор: AlexGreenEyes   
09.06.2008 18:12

Энергия активации

Сильное изменение скорости реакции с изменением температуры объясняется тем, что в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы (частицы), обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. Неактивные частицы можно сделать активными, если сообщить им необходимую дополнительную энергию, — этот процесс называется активацией. Один из способов активации — увеличение температуры: при повышении температуры число активных частиц сильно возрастает, благодаря чему резко увеличивается скорость реакции.
Энергия, которую надо сообщить молекулам (частицам) реагирующих веществ, чтобы превратить их в активные, называют энергией активации.
 
Ее определяют опытным путем, обозначают буквой Eа и обычно выражают в кДж/моль. Так, например, для соединения водорода с иодом (Н2+I2=2HI) Еa=167,4 кДж/моль, а для распада иодоводорода (2HI = Н2 +I2) Еa=186,2 кДж/моль.
Энергия активации Ea зависит от природы реагирующих веществ и служит характеристикой каждой реакции. Эти представления поясняются рис. 17 на примере реакции в общем виде А2+В2=2АВ. Ось ординат характеризует потенциальную энергию системы, ось абсцисс — ход реакции: исходное состояние  переходное состояние  конечное состояние. Чтобы реагирующие вещества А2 и В2 образовали продукт реакции АВ, они должны преодолеть энергетический барьер С(рис. 17). На это затрачивается энергия активации Ea, на значение которой возрастает энергия системы. При этом в ходе реакции из частиц реагирующих веществ образуется промежуточная неустойчивая группировка, называемая переходным состоянием или активированным комплексом (в точке С), последующий распад которой приводит к образовании) конечного продукта АВ. Механизм реакции можно изобразить схемой:
 
Если при распаде активированного комплекса выделяется больше энергии, чем это необходимо для активации частиц, то реакция экзотермическая.

 Примером эндотермической реакции служит обратный процесс — образование из вещества АВ веществ А2 и В2: 2АВ= А2+В2. В этом случае процесс протекает также через образование активного комплекса A2B2, однако энергия активации больше, чем для прямого процесса: Е'а=Еа+H (Н — тепловой эффект реакции). Для протекания эндотермических реакций требуется подвод энергии извне.
Как видно из рис. 17, разность энергий конечного состояния , системы (Hкон) и начального (Hнач) равна тепловому эффекту реакции:
H=Hкон-Hнач.
Скорость реакции непосредственно зависит от значения энергии активации: если оно мало, то за определенное время протекания реакции энергетический барьер преодолевает большое число частиц и скорость реакции будет высокой, но если энергия активации велика, то реакция идет медленно.
При взаимодействии ионов энергия активации очень мала и ионные реакции протекают с очень большой скоростью (практически мгновенно).

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить