Aktivační energie

Chemické reakce mohou proudit různými rychlostmi. Některé z nich skončí za několik vteřin, jiné mohou přetáhnout hodiny, dny a dokonce i desetiletí. Aby bylo možné určit produktivitu a velikost potřebného zařízení, stejně jako množství vyrobeného produktu, je důležité znát rychlost chemických reakcí. Může mít různé hodnoty v závislosti na:
-koncentrace reagujících látek -
-teplota systému.

Švédský vědec S. Arrhenius na konci devatenáctého století odvodil rovnici znázorňující závislost rychlosti chemické reakce na takovém indexu jako aktivační energie. Tento ukazatel je konstantní hodnotou a je určen povahou chemické interakce látek.
Podle názoru vědce se mohou objevit pouze reakce mezi sebou pouze molekuly, které jsou tvořeny z běžných molekul a jsou v pohybu. Takové částice se nazývají aktivní. Aktivační energie je síla potřebná pro přechod obyčejných molekul do stavu, ve kterém se jejich pohyb a reakce stávají nejrychlejšími.

Během chemických interakcí jsou některé částice hmoty zničeny, zatímco jiné vznikají. V tomto případě se mění spojení mezi nimi, to znamená, že elektronová hustota je přerozdělena. Rychlost chemické reakce, ve které by byly staré interakce zcela zničeny, by měly velmi nízkou hodnotu. Současně musí být dodávané množství energie vysoké. Vědecké studie ukázaly, že během interakce látek vzniká jakýkoli systém aktivovaný komplex, který je jeho přechodným stavem. Ve stejné době jsou staré vazby oslabeny a nové jsou pouze načrtnuté. Toto období je velmi malé. Je to zlomek sekundy. Výsledkem rozpadu tohoto komplexu je tvorba výchozích látek nebo produktů chemické interakce.

Aby přechodová složka mohla vzniknout, je nezbytné, aby byla do systému přidána aktivita. To vyžaduje aktivační energii chemické reakce. Tvorba přechodového komplexu je určena silou, kterou molekuly mají. Množství takových částic v systému závisí na teplotním režimu. Je-li dostatečně vysoká, je podíl aktivních molekul velký. V tomto případě je velikost síly jejich interakce vyšší nebo rovna indexu nazývanému "aktivační energie". Takže při dostatečně vysokých teplotách je počet molekul schopných vytvořit přechodný komplex vysoký. V důsledku toho se zvyšuje rychlost chemické reakce. Naopak, pokud má aktivační energie velkou důležitost, je zlomek částeček schopných interakce malý.
Přítomnost vysokoenergetické bariéry je překážkou výskytu chemických reakcí při nízkých teplotách, i když jejich pravděpodobnost existuje. Exotermní a endotermická interakce mají různé charakteristiky. První z nich postupuje s nejnižší energií aktivace a druhá s vyšší aktivační energií.

Tento koncept se používá také ve fyzice. Aktivační energie polovodiče je minimální síla, která by měla dát zrychlení elektronů pro přechod do vodivého pásma. Během tohoto procesu jsou vazby mezi atomy přerušeny. Kromě toho se elektron musí pohybovat z valenčního pásma do vodivé oblasti. Zvýšení teploty je důvodem pro zvýšení tepelného pohybu částic. V tomto případě přecházejí některé elektrony do stavu volných nosičů. Vnitřní spoje mohou být také přerušeny elektrickým polem, světlem apod. Aktivační energie má mnohem větší hodnoty pro vnitřní polovodiče než pro nečistoty.