Avainero aktivointienergian ja kynnysenergian välillä on se, että aktivointienergia kuvaa potentiaalienergia-eroa lähtöaineiden ja aktivoidun kompleksin välillä, kun taas kynnysenergia kuvaa energiaa, jonka reagoivat aineet tarvitsevat törmätäkseen toisiinsa onnistuneesti muodostaakseen aktivoitu kompleksi.
Energia on kykyä tehdä työtä. Jos energiaa on riittävästi, voimme käyttää sitä jonkin haluamamme työn tekemiseen; kemiassa tämä työ voi olla joko kemiallinen reaktio tai ydinreaktio. aktivointienergia ja kynnysenergia ovat kaksi termiä, joita käytämme kemiassa määrittelemään kaksi erilaista energiamuotoa.
Mitä aktivointienergia on?
Aktivointienergia on energiamuoto, jota tarvitsemme kemiallisen tai ydinreaktion tai minkä tahansa muun reaktion aktivoimiseksi. Useimmiten mittaamme tämän energiamuodon kilojouleina moolia kohden (kJ/mol). Tämä energiamuoto on potentiaalinen energiaeste, joka estää kemiallisen reaktion etenemisen. Tämä tarkoittaa, että se estää reagoivia aineita muuttumasta tuotteiksi. Lisäksi kemiallisen reaktion etenemiseksi termodynaamisessa järjestelmässä järjestelmän tulisi saavuttaa korkea lämpötila, joka riittää antamaan reagoiville aineille energian, joka on joko yhtä suuri tai suurempi kuin aktivointienergian este.
Kuva 01: Reaktionopeus katalyytin puuttuessa ja läsnä ollessa
Jos järjestelmä saa tarpeeksi energiaa, reaktionopeus kasvaa. Joissakin tapauksissa reaktionopeus kuitenkin laskee, kun nostamme lämpötilaa. Tämä johtuu negatiivisesta aktivointienergiasta. Voimme laskea reaktionopeuden ja aktivointienergian Arrhenius-yhtälön avulla. Se on seuraava:
K=Ae-Ea/(RT)
Missä k on reaktionopeuskerroin, A on reaktion taajuuskerroin, R on yleinen kaasuvakio ja T on absoluuttinen lämpötila. Sitten Ea on aktivointienergia.
Sen lisäksi katalyytit ovat aineita, jotka voivat alentaa reaktion aktivointienergian estettä. se tekee sen muuttamalla reaktion siirtymätilaa. Lisäksi reaktio ei kuluta katalyyttiä reaktion edetessä.
Mikä on kynnysenergia?
Kynnysenergia on pienin energia, joka hiukkasparilla on oltava onnistuneen törmäyksen läpikäymiseksi. Tämä termi on erittäin hyödyllinen hiukkasfysiikassa kemian sijaan. Täällä puhumme hiukkasten liike-energiasta. Tämä hiukkasten törmäys muodostaa reaktion aktivoidun kompleksin (välituotteen). Siksi kynnysenergia on yhtä suuri kuin kineettisen energian ja aktivointienergian summa. Näin ollen tämä energiamuoto on aina yhtä suuri tai suurempi kuin aktivointienergia.
Mitä eroa aktivointienergialla ja kynnysenergialla on?
Aktivointienergia on energiamuoto, jota tarvitsemme kemiallisen tai ydinreaktion tai minkä tahansa muun reaktion aktivoimiseksi. Se kuvaa potentiaalienergia-eroa reagoivien aineiden ja aktivoidun kompleksin välillä. Lisäksi sen arvo on aina joko yhtä suuri tai pienempi kuin saman termodynaamisen järjestelmän kynnysenergia. Kynnysenergia puolestaan on pienin energia, joka hiukkasparilla on oltava onnistuneen törmäyksen läpikäymiseksi. Se kuvaa energiaa, jonka lähtöaineet tarvitsevat törmätäkseen keskenään onnistuneesti aktivoidun kompleksin muodostamiseksi. Lisäksi tämän energian arvo on aina joko yhtä suuri tai suurempi kuin saman termodynaamisen järjestelmän aktivointienergia. Alla oleva infografiikka esittää aktivointienergian ja kynnysenergian välisen eron taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Aktivointienergia vs. kynnysenergia
Voimme määritellä sekä kynnysenergian että aktivointienergian termodynaamiselle järjestelmälle. avainero aktivointienergian ja kynnysenergian välillä on, että aktivointienergia kuvaa potentiaalienergia-eroa reagoivien aineiden ja aktivoidun kompleksin välillä, kun taas kynnysenergia kuvaa energiaa, jonka reagoivat aineet tarvitsevat törmätäkseen toisiinsa onnistuneesti aktivoidun kompleksin muodostamiseksi.
