Ակտիվացման էներգիայի և շեմային էներգիայի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ակտիվացման էներգիան նկարագրում է ռեակտիվների և ակտիվացված համալիրի պոտենցիալ էներգիայի տարբերությունը, մինչդեռ շեմային էներգիան նկարագրում է այն էներգիան, որը պահանջվում է ռեակտիվներից՝ միմյանց հետ հաջողությամբ բախվելու համար: ակտիվացված համալիր։
Էներգիան աշխատանք անելու կարողությունն է: Եթե կա բավարար էներգիա, մենք կարող ենք օգտագործել այդ էներգիան մեր ուզած աշխատանք կատարելու համար. Քիմիայում այս աշխատանքը կարող է լինել կամ քիմիական ռեակցիա կամ միջուկային ռեակցիա: Ակտիվացման էներգիան և շեմային էներգիան երկու տերմին են, որոնք մենք օգտագործում ենք քիմիայում՝ սահմանելու էներգիայի երկու տարբեր ձևեր:
Ի՞նչ է ակտիվացման էներգիան:
Ակտիվացման էներգիան էներգիայի ձև է, որը մեզ անհրաժեշտ է քիմիական կամ միջուկային ռեակցիա կամ որևէ այլ ռեակցիա ակտիվացնելու համար: Շատ դեպքերում մենք չափում ենք էներգիայի այս ձևը մեկ մոլի մեկ կիլոգրամով (կՋ/մոլ): Էներգիայի այս ձևը պոտենցիալ էներգետիկ արգելք է, որը խուսափում է քիմիական ռեակցիայի առաջընթացից: Սա նշանակում է, որ այն կանխում է ռեակտիվների վերածումը արտադրանքի: Ավելին, թերմոդինամիկական համակարգում քիմիական ռեակցիա առաջացնելու համար համակարգը պետք է հասնի այնպիսի բարձր ջերմաստիճանի, որը բավարար է ռեակտիվներին ապահովելու էներգիա, որը կամ հավասար է կամ մեծ է ակտիվացման էներգիայի արգելքից:
Գծապատկեր 01. Ռեակցիայի արագությունը կատալիզատորի բացակայության և առկայության դեպքում
Եթե համակարգը ստանում է բավարար էներգիա, ապա ռեակցիայի արագությունը մեծանում է: Այնուամենայնիվ, որոշ դեպքերում ռեակցիայի արագությունը նվազում է, երբ մենք բարձրացնում ենք ջերմաստիճանը: Դա պայմանավորված է ակտիվացման բացասական էներգիայով։ Մենք կարող ենք հաշվարկել ռեակցիայի արագությունը և ակտիվացման էներգիան՝ օգտագործելով Արենիուսի հավասարումը: Դա հետևյալն է՝
K=Ae-Ea/(RT)
Որտեղ k-ն ռեակցիայի արագության գործակիցն է, A-ն ռեակցիայի հաճախականության գործակիցն է, R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է և T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է: Այնուհետև Ea-ն ակտիվացման էներգիան է:
Բացի այդ, կատալիզատորները նյութեր են, որոնք կարող են նվազեցնել ակտիվացման էներգիայի արգելքը ռեակցիայի համար: դա անում է՝ փոփոխելով ռեակցիայի անցումային վիճակը։ Ավելին, ռեակցիան չի սպառում կատալիզատորը ռեակցիայի առաջընթացի ընթացքում:
Ի՞նչ է շեմային էներգիան:
Շեմային էներգիան այն նվազագույն էներգիան է, որը պետք է ունենա զույգ մասնիկները հաջող բախման ենթարկվելու համար:Այս տերմինը շատ օգտակար է մասնիկների ֆիզիկայում, քան քիմիայում: Այստեղ մենք խոսում ենք մասնիկների կինետիկ էներգիայի մասին: Մասնիկների այս բախումը ձևավորում է ռեակցիայի ակտիվացված բարդույթը (միջանկյալ): Այսպիսով, շեմային էներգիան հավասար է կինետիկ էներգիայի և ակտիվացման էներգիայի գումարին: Հետևաբար, էներգիայի այս ձևը միշտ կամ հավասար է կամ ավելի մեծ, քան ակտիվացման էներգիան:
Ո՞րն է տարբերությունը ակտիվացման էներգիայի և շեմային էներգիայի միջև:
Ակտիվացման էներգիան էներգիայի ձև է, որը մեզ անհրաժեշտ է քիմիական կամ միջուկային ռեակցիա կամ որևէ այլ ռեակցիա ակտիվացնելու համար: Այն նկարագրում է ռեակտիվների և ակտիվացված համալիրի պոտենցիալ էներգիայի տարբերությունը: Ավելին, դրա արժեքը միշտ կամ հավասար է կամ ավելի ցածր է, քան նույն ջերմադինամիկական համակարգի շեմային էներգիան: Մյուս կողմից, շեմային էներգիան այն նվազագույն էներգիան է, որը պետք է ունենա զույգ մասնիկները հաջող բախման ենթարկվելու համար: Այն նկարագրում է այն էներգիան, որն անհրաժեշտ է ռեակտիվների կողմից միմյանց հետ հաջողությամբ բախվելու համար՝ ակտիվացված համալիրը ձևավորելու համար:Ի հավելումն դրան, այս էներգիայի արժեքը միշտ կամ հավասար է կամ ավելի մեծ է, քան նույն թերմոդինամիկական համակարգի ակտիվացման էներգիան։ Ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ներկայացնում է ակտիվացման էներգիայի և շեմային էներգիայի միջև տարբերությունը աղյուսակային տեսքով:
Ամփոփում – Ակտիվացման էներգիան ընդդեմ շեմային էներգիայի
Մենք կարող ենք սահմանել ինչպես շեմային էներգիա, այնպես էլ ակտիվացման էներգիա թերմոդինամիկական համակարգի համար: Ակտիվացման էներգիայի և շեմային էներգիայի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ակտիվացման էներգիան նկարագրում է ռեակտիվների և ակտիվացված համալիրի միջև պոտենցիալ էներգիայի տարբերությունը, մինչդեռ շեմային էներգիան նկարագրում է ռեակտիվների կողմից պահանջվող էներգիան, որպեսզի հաջողությամբ բախվեն ակտիվացված համալիրը ձևավորելու համար:
