원자 나 분자를 화학적 형질 전환 또는 물리 수송을 실행할 수있는 상태로 가져 오는 데 필요한 최소 에너지는 화학에서 활성화 에너지라고합니다. 전이 상태 이론에서, 활성화 에너지는 활성화 또는 전이 상태 구성 및 시작 구성에서 분자 또는 원자 사이의 에너지 함량의 차이이다. 반응 속도 상수, k =ae 및 확산 계수와 같은 수량에 대한 수학적 제형에서, d =d o e, 활성화 에너지는 종종 부호 ea로 표시됩니다.
k =ae
a =Arrhenius constant
EA =활성화 에너지K =속도 상수
r =가스 상수
t =온도
공식
반응에 필요한 임계 에너지와 반응물 종에서 모든 반응 분자의 평균 운동 에너지 사이의 차이는 활성화 에너지입니다.e a =e 임계 값 - e 평균
이는 반응의 활성화 에너지가 낮 으면 효과적인 충돌의 비율이 크고 임계 값 에너지가 높고 반응 속도가 높음을 의미합니다. 유효 충돌의 수는 최소화되고 활성화 에너지가 높을 때 반응 속도가 느립니다.
화학 반응 활성화 에너지
에너지를 방출하는 부정적인 G 반응이 왜 에너지를 사용해야합니까? 그 이유는 화학 반응에 여러 단계가 포함되기 때문입니다. 화학 반응 중에 화학 결합이 파손되고 새로운 결합이 형성됩니다. 예를 들어 포도당 분자가 분해되면 탄소 원자 사이의 결합이 파손됩니다. 그들은 에너지 저장 연결이기 때문에 깨 졌을 때 에너지를 방출합니다. 그러나 결합이 파손되도록 분자를 비틀어 야합니다. 전이 상태는 약간의 에너지만으로 도달 할 수있는 고 에너지, 불안정한 상태이며, 그 결과, 반응물 분자는 전이 상태에서 많은 시간을 소비하지 않고 대신 빠르게 이동합니다.exergonic 반응 (G0)은 때때로 Endergonic 반응 (G> 0)과 결합되어 진행될 수 있습니다. 에너지 커플 링은 한 반응에서 다른 반응 으로이 자발적인 스위치의 용어입니다. endergonic 반응은 엑서닉 반응에 의해 생성 된 자유 에너지를 흡수한다. 세포 기능에 중요한 막 횡단 이온 펌프는 ATP를 사용한 에너지 커플 링의 한 예입니다.
자유 에너지 다이어그램
특정 반응에 대한 에너지 프로파일은 자유 에너지 다이어그램에 묘사되어 있습니다. 다이어그램의 생성물은 반응이 엑서 닉 (G0)인지 endergonic (g> 0)인지에 따라 반응물보다 낮은 에너지 상태로 존재합니다. 반면에, 활성화 에너지는 반응의 G와 무관하다. 다른 방법으로, 주어진 온도에서의 활성화 에너지는 반응물 및 생성물의 상대적 에너지 상태가 아니라 화학적 형질 전환의 특성에 의해 결정된다.비록 활성화 에너지 개념은 위의 그래픽에서 외계 전방 반응의 맥락에서 논의되지만, 동일한 개념이 역 반응에 적용되며, 이는 엔도 론적이어야합니다. 역 반응의 활성화 에너지가 전진 반응보다 크다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
주변의 열 에너지
공정을 앞으로 이동하는 데 필요한 활성화 에너지는 환경의 열 에너지에 의해 자주 제공됩니다. 열 에너지 (화학 반응에서 반응물 또는 생성물의 총 결합 에너지)는 분자 운동을 가속화하여 더 많은 주파수 및 힘과의 충돌을 초래합니다. 분자 내부의 원자와 결합을 점차적으로 이동시킴으로써 전이 상태에 도달하는 데 도움이됩니다. 결과적으로 시스템을 가열하면 해당 시스템 내부의 화학 반응물이 더 자주 반응하게됩니다. 시스템의 압력을 높이면 비슷한 효과가 생길 수 있습니다. 반응물이 주변에서 충분한 열 에너지를 흡수하여 전이 상태에 도달하면 반응이 진행됩니다.반응이 진행되는 속도는 활성화 에너지에 의해 결정됩니다. 화학 반응이 느리면 활성화 에너지가 높아집니다. 철 녹음의 예는 본질적으로 부진한 응답을 보여줍니다. EA가 높기 때문에이 반응은 완료하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 또한, 몇몇 연료의 활성화 에너지가 스파크로부터 충분한 열에 의해 극복 될 때까지, 강력하게 외계인 수많은 연료의 연소는 낮은 속도로 발생할 것이다. 그러나 일단 화상을 입기 시작하면 화학 공정은 화재를 유지하기에 충분한 열을 생성하여 주변 연료 분자에 활성화 에너지를 제공합니다.
온도 및 활성화 에너지
당구 공이 충돌하면 서로 튀어 나옵니다. 두 분자 X와 Y, 충돌하면, 이것은 또한 가장 일반적인 결과입니다. 그들은 서로 튀어 나와 완전히 변형되지 않고 손상되지 않았습니다. X와 Y는 화학 반응이 발생하기 위해 화학적 결합을 파괴하기에 충분한 에너지와 충돌해야합니다. 반응물의 화학적 결합이 파손되고 제품의 새로운 결합이 모든 화학 반응에서 확립 되었기 때문에, 이는 그렇습니다. 반응을 올바르게 발사하려면 반응물은 결합을 파괴하기에 충분한 힘으로 충돌하기에 충분히 빠르게 (충분한 운동 에너지로) 이동해야합니다. 이것은 분자가 움직여야하는 최소한의 에너지입니다. 활성화 에너지는 충돌로 화학 반응을 일으키기 위해 분자가 움직여야하는 최소 에너지입니다.결론
활성화 에너지는 활성화 또는 전이 상태 구성에서 분자 또는 원자 사이의 에너지 함량의 차이와 전이 상태 이론에서의 초기 구성으로 정의된다.화학 결합은 화학 반응 중에 새로운 결합이 파괴되고 새로운 결합이 생성됩니다. 예를 들어 포도당 분자에서 탄소 원자 사이의 결합은 분해 될 때 파괴됩니다. 이러한 결합이 파손되면 에너지 저장 채권이기 때문에 에너지를 방출합니다. 그러나 분자는 결합이 깨질 수있는 상태로 만들기 위해 왜곡되어야합니다.
