Zawartość
Niektóre reakcje chemiczne - takie jak spalanie drewna lub eksplodowanie TNT - uwalniają ciepło do otoczenia. Chemicy nazywają te reakcje egzotermiczne.Podwyższenie temperatury wpływa na reakcję egzotermiczną na dwa różne sposoby: zmieniając szybkość reakcji i zmieniając równowagę między produktami i reagentami na końcu reakcji.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Mówiąc ogólnie, twoja reakcja przyspieszy, ponieważ wyższa temperatura oznacza więcej ciepła i energii w twoim systemie. Jednak w niektórych przypadkach podniesienie temperatury może przesunąć równowagę i zapobiec wystąpieniu niektórych reakcji.
Wskaźniki reakcji
Niemal wszystkie reakcje przebiegają szybciej wraz ze wzrostem temperatury - w tym reakcje egzotermiczne. Na przykład reakcja między tlenem w powietrzu a chemikaliami w końcówce zapałki jest tak wolna w temperaturze pokojowej, że wydaje się, że nic się nie dzieje. Gdy podgrzejesz końcówkę zapałki, uderzając ją w pasek zaczepu na pudełku, temperatura wzrasta, a wraz z nią szybkość reakcji, aż pali się gorącym płomieniem. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej podniesiesz temperaturę reakcji egzotermicznej, tym szybciej ona zajdzie.
równowaga
Większość reakcji chemicznych może przebiegać w obie strony, co oznacza, że mogą przebiegać do przodu i przekształcać reagenty w produkty lub przebiegać w odwrotnej kolejności i przekształcać produkty w reagenty. Gdy reakcja przebiega do przodu, reagenty stopniowo się wyczerpują, podczas gdy produkty zaczynają się gromadzić, więc reakcja do przodu zwalnia, a reakcja do tyłu przyspiesza. Ostatecznie szybkości reakcji do przodu i do tyłu są takie same, więc chociaż reakcja trwa nadal, ilości produktów i reagentów nie zmieniają się. Ten stan ustalony nazywa się równowagą.
Zasada Le Chateliers
Stosunek reagentów do produktów w równowadze zależy od konkretnej reakcji chemicznej. Na przykład w przypadku pożaru niewiele, jeśli którykolwiek z reagentów pozostaje w równowadze, podczas gdy dla czegoś takiego jak reakcja azotu z wodorem w celu wytworzenia amoniaku, wiele reagentów może pozostać w równowadze. Zasada Le Chateliers mówi w zasadzie, że wszystkie układy chemiczne chcą dotrzeć do równowagi i pozostać w niej. Jeśli dodasz produkty reakcji do układu chemicznego w równowadze, możesz spodziewać się, że pewna ilość produktu zostanie przekształcona w reagenty, a jeśli dodasz reagenty, pewna ilość reagentów zostanie przekształcona w produkty, aby utrzymać równowagę.
Ciepło i równowaga
W przypadku reakcji egzotermicznej ciepło jest zasadniczo produktem reakcji. Zgodnie z zasadą Le Chateliersa, jeśli podniesiesz temperaturę, zwiększysz ilość produktów, a zatem przesuniesz równowagę w równowadze z powrotem w kierunku reagentów, co oznacza, że pozostanie więcej reagentów w równowadze. Im wyższa temperatura, tym bardziej równowaga w równowadze przesuwa się z powrotem w kierunku reagentów. Znanym przykładem jest reakcja wodoru z azotem z wytworzeniem amoniaku. Reakcja jest tak wolna w temperaturze pokojowej, że nic się nie dzieje. Jeśli jednak podniesiesz temperaturę, aby przyspieszyć reakcję, równowaga w równowadze przesunie się z powrotem w kierunku reagentów i wytworzy się bardzo mało amoniaku.