반응물 농도의 변화의 영향과 같은 화학계의 동역학 연구를 사용하여 개별 입자 간의 충돌과 같은 미세한 규모로 발생하는 사건을 결정할 수 있습니다. 화학적 종의 반응을 이해하는 데 유용한 도구 인 화학 동역학의 충돌 모델은 이러한 실험의 결과로 개발되었습니다. 충돌 모델은 왜 화학 반응이 더 높은 온도에서 더 자주 발생하는지 설명합니다.
예를 들어, 10 ° C의 온도 증가는 주변 온도에서 발생하는 많은 반응의 반응 속도를 두 배로 늘립니다. 이 섹션에서는 충돌 모델을 사용하여 온도와 반응 속도의 관계를 살펴볼 것입니다. 먼저 온도와 반응 속도 사이의 연결로 다이빙하기 전에 관찰 된 거시적 반응 속도에 영향을 미치는 세 가지 미세 요소를 해결해야합니다.
.충돌 이론 반응 속도
무엇이든 가열하면 입자가 더 빨리 움직입니다. 더 빨리 움직이면 더 자주 충돌하여 반응의 가능성이 높아집니다.
.이 가설의 문제는 온도가 상승함에 따라 반응 속도의 관찰 된 변화의 작은 부분만을 차지한다는 것입니다.
실온에서 전형적인 응답을 위해 온도를 10 ° C로 올리면 충돌 속도가 약 2%증가하지 않습니다. 그러나 반응 속도는 거의 두 배가되어 100 % 증가를 나타냅니다.
마지막으로, 반응 속도에 대한 온도의 영향은 반응의 활성화 에너지 EA에 의존하는 속도 상수 K에 미치는 영향에 의해 결정된다. 더 높은 온도에서는 반응을 시작하는 데 필요한 최소 운동 에너지에 도달 할 수있는 분자의 비율이 더 많습니다.
활성화 에너지가 무엇인지 을 확인하십시오
아래에 주어진 다이어그램을 연구하십시오.
가스가 물을 형성하기 위해 혼합 될 때, 그것은 많은 열을 생성하는 발열 반응입니다. 수소와 산소 믹스 후에는 시스템이 더 활기차게 안정적이됩니다. 채권이 파손되면 에너지가 방출됩니다. 새로운 결합이 형성되면 에너지가 방출됩니다.
수소와 산소 사이의 반응에서 수소와 산소 분자 사이의 결합을 파괴하려면 많은 에너지가 필요합니다.
전형적인 온도에서 수소/산소 조합에서 분자 사이의 충돌은이를 수행하기에 충분한 에너지를 제공하지 않습니다.
활성화 에너지는 충돌로 응답을 트리거하는 데 필요한 최소량의 에너지입니다.
이를 입증하기 위해 마지막 다이어그램을 변경할 수 있습니다. 반응 프로파일은 이것이 호출됩니다. 모든 발열 반응은 아래 그래픽에 표시 될 수 있습니다.
물론 활성화 에너지는 이번에는 상당히 높습니다.
온도와 에너지
- 물질 입자의 평균 운동 에너지는 온도와 관련이 있습니다. 평균 운동 에너지가 상승하면 온도가 증가하는 것을 알 수 있습니다.
- 그럼에도 불구하고 이것은 평균 운동 에너지입니다. 이 내의 개별 입자는 에너지가 매우 낮거나 중간 정도의 에너지 또는 매우 높은 에너지를 가질 수 있으며, 이는 입자가 충돌 할 때 항상 변화합니다. .
- 주어진 온도에서 평균은 동일하게 유지됩니다. 반응 속도에 따라 우리가 실제로 관심이있는 것은 만날 때 활성화 에너지를 달성 할 때 충분한 에너지를 가진 입자입니다.
- 에너지가 적거나 낮은 입자는 다시 서로 충돌하여 효과가 없습니다.
활성화 에너지 측면에서 반응 속도에 대한 온도의 영향
충돌은 반응이 발생하기 위해 활성화 에너지와 동일한 에너지를 제공해야합니다. 결과적으로, 우리는 당시 운동 에너지가 매우 높은 입자에만 관심이 있습니다.
모든 입자에 대한 온도를 증가시키는 효과는 비례하지 않습니다. 대신 활성 입자의 수가 크게 증가합니다.
결과적으로, 반응 속도에 대한 온도의 주요 효과는 충돌 에너지가 활성화 에너지와 같은 입자의 수를 증가시키는 것입니다.
반응 속도에 영향을 미치는 다른 요인은
입니다- 반응물 농도
- 물리적 반응물 상태
- light
- 촉매 또는 억제제의 존재, 유형 및 농도
결론
화학 반응은 당신 주변과 당신 안에서 찾을 수 있습니다. 당신이 먹고 호흡하는 분자를 유용한 에너지로 변환 할 수있는 생물학적 메커니즘 외에도 화학 물질에 의존하는 화학 물질과 상품을 생산하는 산업 실험실이 있습니다.
생성 된 생성물 또는 생성물 외에도 반응물의 충분한 공급을 갖는 것 외에도 반응의 가장 중요한 특징 중 하나는 얼마나 빨리 진행될 수 있는지입니다. 이것은 제품 품질, 안전 및 기타 요인에 영향을 줄 수 있습니다. 온도는 대부분의 실험실에서 쉽게 조정할 수있는 반응 속도를 결정하는 매개 변수 중 하나입니다.
온도가 반응 속도에 어떤 영향을 미치는지 고려하고 화학 반응 속도를 높이거나 느리게 할 수있는 수많은 요인에 대해 더 많이 배우기 위해 계속 읽으십시오.
