в чем измеряется энергия активации
Энергия активации
Энергия активации в химии и биологии — минимальное количество энергии, которое требуется сообщить системе (в химии выражается в джоулях на моль), чтобы произошла реакция. Термин введён Сванте Августом Аррениусом в 1889. Типичное обозначение энергии реакции Ea.
Энергия активации в физике — минимальное количество энергии, которое должны получить электроны донорной примеси, для того чтобы попасть в зону проводимости.
В химической модели, известной как Теория активных соударений (ТАС), есть три условия, необходимых для того, чтобы произошла реакция:
При низкой (для определённой реакции) температуре большинство молекул обладают энергией меньшей, чем энергия активации, и неспособны преодолеть энергетический барьер. Однако в веществе всегда найдутся отдельные молекулы, энергия которых значительно выше средней. Даже при низких температурах большинство реакций продолжают идти. Увеличение температуры позволяет увеличить долю молекул, обладающих достаточной энергией, чтобы преодолеть энергетический барьер. Таким образом повышается скорость реакции.
Содержание
Математическое описание
Уравнение Аррениуса устанавливает связь между энергией активации и скоростью протекания реакции:
k — константа скорости реакции, 
— фактор частоты для реакции, 
— универсальная газовая постоянная, 
— температура в кельвинах.
С повышением температуры растёт вероятность преодоления энергетического барьера.
Для количественного описания температурных эффектов в химической кинетике для приближённых вычислений кроме уравнения Аррениуса используют правило Вант-Гоффа: повышение температуры на 10 К увеличивает для большинства реакций скорость в 2-4 раза. Математически это означает, что скорость реакции зависит от температуры степенным образом:
где 
— температурный коэффициент скорости (его значение лежит в интервале от 2 до 4). Правило Вант-Гоффа является весьма грубым и применимо только в очень ограниченном интервале температур.
Переходное состояние
Переходное состояние — состояние системы, при котором уравновешены разрушение и создание связи. В переходном состоянии система находится в течение небольшого (10 −15 с) времени. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы привести систему в переходное состояние, называется энергией активации. В многоступенчатых реакциях, которые включают в себя несколько переходных состояний, энергия активации соответствует наибольшему значению энергии. После преодоления переходного состояния молекулы вновь разлетаются с разрушением старых связей и образованием новых или с преобразованием исходных связей. Оба варианта возможны, так как происходят с высвобождением энергии (это хорошо видно на рисунке, поскольку оба положения лежат энергетически ниже энергии активации). Существуют вещества, способные уменьшить энергию активации для данной реакции. Такие вещества называют катализаторами. Биологи же такие вещества называют ферментами. Интересно, что катализаторы таким образом ускоряют ход реакции, самостоятельно в ней не участвуя.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Энергия активации» в других словарях:
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ, наименьшее количество энергии, необходимое для начала химической реакции. По мере того, как в ходе реакции химические связи разрываются или формируются, энергия системы увеличивается по сравнению с энергией исходных веществ,… … Научно-технический энциклопедический словарь
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — в химии наименьшая энергия, которой должна обладать частица (атом, ион, радикал) для того, чтобы произошла химическая реакция. Одна из основных величин, определяющих скорость реакции при данной температуре (см. Аррениуса уравнение) … Большой Энциклопедический словарь
энергия активации — – средняя избыточная энергия, которой должны обладать реагирующие частицы, чтобы преодолеть потенциальный энергетический барьер, разделяющий исходное и конечное состояния системы. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины
Энергия активации — кинетический параметр, средняя избыточная энергия, которой должны обладать реагирующие частицы (атомы, элементы) для преодоления потенциального барьера между начальным и исходным состоянием системы. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — энергетический барьер, который необходимо преодолеть реагирующим атомам для осуществления хим. реакции. В частном случае радиогенных газов Э. а. (Е) определяет возможность перемещения газов по кристаллической решетке. Количество газа, остающееся… … Геологическая энциклопедия
энергия активации — Количество энергии в калориях, требуемое для перевода всех молекул, содержащихся в 1 моле реагирующего субстрата, в переходное состояние [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN activation energy … Справочник технического переводчика
энергия активации — [activation energy] разность между средней энергией частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступающих в элементарный акт химической реакции, и средней энергией всех частиц реагирующей системы. Энергия активации разных химических реакций… … Энциклопедический словарь по металлургии
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — – в химической кинетике наименьшая избыточная энергия, которой должны обладать частицы (сталкивающиеся или распадающиеся) для осуществления химического превращения. Энергия активации при гетерофазном окислении титаномагнетита, т.е. для… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
энергия активации — в химии, наименьшая энергия, которой должна обладать частица (атом, ион, радикал) для того, чтобы произошла химическая реакция. Одна из основных величин, определяющих скорость реакции при данной температуре (см. Аррениуса уравнение). * * *… … Энциклопедический словарь
Энергия активации — Activation energy Энергия активации. Энергия, необходимая для начала металлургического процесса, например, пластической деформации, диффузии, химической реакции. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО… … Словарь металлургических терминов
Энергия активации
Полезное
Смотреть что такое «Энергия активации» в других словарях:
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ, наименьшее количество энергии, необходимое для начала химической реакции. По мере того, как в ходе реакции химические связи разрываются или формируются, энергия системы увеличивается по сравнению с энергией исходных веществ,… … Научно-технический энциклопедический словарь
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — в химии наименьшая энергия, которой должна обладать частица (атом, ион, радикал) для того, чтобы произошла химическая реакция. Одна из основных величин, определяющих скорость реакции при данной температуре (см. Аррениуса уравнение) … Большой Энциклопедический словарь
энергия активации — – средняя избыточная энергия, которой должны обладать реагирующие частицы, чтобы преодолеть потенциальный энергетический барьер, разделяющий исходное и конечное состояния системы. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины
Энергия активации — кинетический параметр, средняя избыточная энергия, которой должны обладать реагирующие частицы (атомы, элементы) для преодоления потенциального барьера между начальным и исходным состоянием системы. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — энергетический барьер, который необходимо преодолеть реагирующим атомам для осуществления хим. реакции. В частном случае радиогенных газов Э. а. (Е) определяет возможность перемещения газов по кристаллической решетке. Количество газа, остающееся… … Геологическая энциклопедия
энергия активации — Количество энергии в калориях, требуемое для перевода всех молекул, содержащихся в 1 моле реагирующего субстрата, в переходное состояние [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN activation energy … Справочник технического переводчика
Энергия активации — Для улучшения этой статьи желательно?: Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей … Википедия
энергия активации — [activation energy] разность между средней энергией частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступающих в элементарный акт химической реакции, и средней энергией всех частиц реагирующей системы. Энергия активации разных химических реакций… … Энциклопедический словарь по металлургии
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ — – в химической кинетике наименьшая избыточная энергия, которой должны обладать частицы (сталкивающиеся или распадающиеся) для осуществления химического превращения. Энергия активации при гетерофазном окислении титаномагнетита, т.е. для… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
энергия активации — в химии, наименьшая энергия, которой должна обладать частица (атом, ион, радикал) для того, чтобы произошла химическая реакция. Одна из основных величин, определяющих скорость реакции при данной температуре (см. Аррениуса уравнение). * * *… … Энциклопедический словарь
Энергия активации — Activation energy Энергия активации. Энергия, необходимая для начала металлургического процесса, например, пластической деформации, диффузии, химической реакции. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО… … Словарь металлургических терминов
Калькулятор энергии активации химической реакции
Калькулятор энергии активации (также называемый калькулятором уравнения Аррениуса) может помочь вам рассчитать минимальную энергию, необходимую для химической реакции. Например, вы можете узнать, какая энергия необходима для зажигания спички.
Статья ниже предоставит вам самую важную информацию — как рассчитать энергию активации с использованием уравнения Аррениуса, а также каково определение и единицы энергии активации.
Что такое энергия активации?
Энергия активации — это энергия, необходимая для химической реакции. Вы можете изобразить это как пороговый уровень энергии; если вы не поставите такое количество энергии, реакция не состоится.
Энергия активации требуется для многих типов реакций, например, для сгорания. Каждый раз, когда вы хотите зажечь спичку, вам нужно подавать энергию (в этом примере — в форме протирки спички против спичечной коробки). Вот почему ваши спички не сгорают спонтанно. Это тот же принцип, который действовал во времена каменного века — кремний и железо использовались для производства трения и, следовательно, искр.
Уравнение энергии активации
Вы можете найти энергию активации для любого реагента, используя уравнение Аррениуса:
R обозначает газовую постоянную. Он равен 8,314 Дж / (К * моль).
Т — температура окружающей среды, выраженная в Кельвинах.
k — коэффициент скорости реакции. Измеряется в 1 / сек и зависит от температуры.
A — предэкспоненциальный коэффициент (также называемый частотным коэффициентом), также выраженный в 1 / сек. Этот коэффициент не зависит от температуры и является постоянным для реакции.
Eₐ — энергия активации реакции.
Единицы энергии активации
Наиболее часто используемыми единицами энергии активации являются джоули на моль (Дж / моль). Вы можете преобразовать их в единицы СИ следующим образом:
1 Дж / моль = 1 (кг * м² / с²) / моль = 1 (кг * м²) / (с² * моль)
Как рассчитать энергию активации
Начните с измерения температуры окружающей среды. Мы можем предположить, что вы находитесь при комнатной температуре (25 ° C).
Затем выберите свою реакцию и запишите частотный коэффициент. Например, для реакции 2ClNO → 2Cl + 2NO частотный коэффициент равен A = 9,4 * 10À1 / сек.
Выберите коэффициент скорости реакции для данной реакции и температуры. Предположим, что оно равно 2.8373 * 10⁻⁸ 1 / сек.
Введите все эти значения в калькулятор энергии активации. Он найдет энергию активации — в этом случае равную 100 кДж / моль.
Энергия активации
Эн е ргия актив а ции, разность между значениями средней энергии частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступающих в элементарный акт химической реакции, и средней энергии всех частиц, находящихся в реагирующей системе. Для различных химических реакций энергия активации изменяется в широких пределах — от нескольких до
10 дж./ моль. Для одной и той же химической реакции значение энергии активации зависит от вида функций распределения молекул по энергиям их поступательного движения и внутренним степеням свободы (электронным, колебательным, вращательным). Как статистическую величину энергию активации следует отличать от пороговой энергии, или энергетического барьера, — минимальной энергии, которой должна обладать одна пара сталкивающихся частиц для протекания данной элементарной реакции.
В рамках представлений теории абсолютных скоростей реакций энергия активации — разность между значениями средней энергии активированных комплексов и средней энергии исходных молекул.
Представления об энергии активации возникли в 70—80-х гг. 19 в. в результате работ Я. Вант-Гоффа и С. Аррениуса, посвященных изучению влияния температуры на скорость химической реакции. Константа скорости реакции k связана с энергией активации (Е) уравнением Аррениуса:
где R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура в К, ko — постоянная, называемая предэкспоненциальным множителем константы скорости. Это уравнение, основанное на молекулярно-кинетической теории, позже было получено в статистической физике с учетом ряда упрощающих предположений, одно из которых — независимость энергии активации от температуры. Для практики и для теоретических расчетов в сравнительно узких температурных интервалах это предположение справедливо.
Энергию активации можно найти по экспериментальным данным несколькими способами. Согласно одному из них, исследуют кинетику реакции при нескольких температурах (о методах см. в ст. Скорость химической реакции) и строят график в координатах In k — 1/T; тангенс угла наклона прямой на этом графике, в соответствии с уравнением Аррениуса, равен Е. Для одностадийных обратимых реакций (см. Обратимые и необратимые реакции) энергию активации реакции в одном из направлений (прямом или обратном) можно вычислить, если известна энергия активации реакции в другом и температурная зависимость константы равновесия (из термодинамических данных). Для более точных расчетов следует учитывать зависимость энергии активации от температуры.
Энергия активации сложных реакций представляет собой комбинацию энергий активации элементарных стадий. Иногда, помимо истинной энергии активации, определяемой по уравнению Аррениуса, используют понятие «кажущейся» энергии активации. Например, если константы скоростей гетерогенно-каталитических реакций определяют по изменению объемных концентраций исходных веществ и продуктов, то кажущаяся энергия активации отличается от истинной на величину тепловых эффектов, сопровождающих процессы адсорбции и десорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора. В неравновесных системах, например плазмохимических (см. Плазмохимия), определение энергии активации является очень сложной задачей. В некоторых случаях, однако, возможно формальное применение уравнения Аррениуса.
Энергия активации — важнейшее понятие кинетики химической; ее значения включают в специальные справочники и используют в химической технологии для расчета скоростей реакций в различных условиях.
Уравнение Аррениуса. Энергия активации химической реакции
Уравнение Аррениуса. Энергия активации химической реакции
Наклон линии вдоль разреза и предэкспоненциальный множитель А Если ku, 1/7 = 0, обрезать вертикальную ось. Людмила Фирмаль
Скорость таких реакций низкая Температура (Т ^ 10К) составляет Уравнение Аррениуса. Уравнение Аррениуса имеет две [величины; £ a и A Некоторые характеристики каждой реакции. Их фи Логический смысл получается по следующим причинам: Неплохо Предпосылки для инициирования химических взаимодействий между Две молекулы должны столкнуться.
Но не все Молекулярные столкновения заканчиваются действием химических взаимодействий Действия, то есть не все коллизии действительны. Также процент Как правило, общее количество эффективных столкновений Незначительный, большинство столкновений между молекулами Не вызывает реакции. Это можно легко проверить, рассчитав Возможное число на основе газовой кинетики.
Молекулярные столкновения и соответствующие скорости Сравните реакцию, затем ожидание (с расчетом 100% Эффективность) фактическая скорость; первое во мне Последние несколько раз. Аррениус предположил, что химический Действия выполняются только между этими конфликтами Молекулы, которые достигли определенной энергии.
Характерный уровень этой реакции, ее энергия Барьеры. Если такая молекула считается активной, эффект Столкновения происходят только между активами Pattern. Все молекулы в системе с низким накоплением энергии Энергетический барьер реакции находится в особом состоянии, Обычно это называется переходным состоянием или активным состоянием.
Комплекс, можно предположить, что система настроена Институт Активации комплекса характеризуется тем, что он в нем Уже нет исходного материала, но нет продукта реакции [1; Исходный материал передается продукту реакции. Принципиальная схема Переход лыж от исходных материалов A и B к продукту реакции C А через активированный комплекс А …
В состояние Иллюстрация льна. D.5 *. R. При взятии среднего уровня энергии исходной молекулы Вещество в системе равно £ |, а средняя энергия перехода Разность состояний E’-E \ представляет энергию Активация этой реакции, системная энергия (рисунок U.5) Переходное состояние максимально. Это значит Купальные сооружения очень нестабильны.
Может быть выше, чем средний энергетический уровень молекулы источника Детали E 1 (рисунок U.b). Процесс переходит к поглощению энергии. Гии (эндотермическая реакция) из окружающей среды. разница £ 2-¿ 1 равно тепловому эффекту процесса АЭ. Энергия активации является одним из основных параметров. ry характеризует скорость химического взаимодействия. стабилитрон Активация Процесс активации зависит от характера реакции Висячие.
Это В связи с тем, что противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу. Людмила Фирмаль
Замечательная энергия активации Это расстройство движения, Многие химические взаимодействия не остывают Рассмотрено с точки зрения химической термодинамики (DO •
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института