Energia de ativação

Reações químicas podem ocorrer com diferentesvelocidades. Alguns terminam em alguns segundos, outros podem arrastrar por horas, dias e até décadas. Para determinar a produtividade e o tamanho do equipamento necessário, bem como a quantidade de produto produzido, é importante conhecer a taxa de ocorrência de reações químicas. Pode ter valores diferentes, dependendo de:
-concentração de substâncias que reagem;
-temperatura do sistema.

Cientista sueco S. Arrhenius, no final do século XIX, derivou uma equação que mostra a dependência da taxa de reação química em um índice como a energia de ativação. Este indicador é um valor constante e é determinado pela natureza da interação química de substâncias.
De acordo com o pressuposto do cientista, na reação entre elesSomente as moléculas que são formadas a partir de moléculas comuns e estão em movimento podem entrar. Essas partículas foram chamadas de ativas. A energia de ativação é a força necessária para a transição de moléculas comuns para um estado em que seu movimento e reação se tornam mais rápidos.

Durante o curso das interações químicasAlgumas partículas de matéria são destruídas, e outras surgem. Neste caso, as conexões entre elas mudam, ou seja, a densidade eletrônica é redistribuída. A taxa da reação química, em que as interações antigas seriam completamente destruídas, teria um valor muito baixo. Ao mesmo tempo, a quantidade de energia fornecida deve ser alta. Estudos científicos mostraram que durante a interação de substâncias, qualquer sistema forma um complexo ativado, que é seu estado de transição. Ao mesmo tempo, os velhos laços estão enfraquecidos, e os novos estão apenas sendo delineados. Este período é muito pequeno. É uma fração de segundo. O resultado da decadência deste complexo é a formação de substâncias iniciais, ou produtos de interação química.

Para que o componente de transição possa surgir,é necessário transmitir atividades ao sistema. Isso requer a energia de ativação da reação química. A formação do complexo de transição é determinada pela força que possuem as moléculas. A quantidade de tais partículas no sistema depende do regime de temperatura. Se for suficientemente alta, a fração de moléculas ativas é grande. Nesse caso, a magnitude da força de sua interação é maior ou igual ao índice, chamado de "energia de ativação". Assim, a temperaturas suficientemente elevadas, o número de moléculas capazes de formar um complexo de transição é alto. Como resultado, a taxa de reação química aumenta. Pelo contrário, se a energia de ativação for de grande importância, a fração de partículas capazes de interação é pequena.
A presença de uma barreira de alta energia éa obstrução de reações químicas em baixas temperaturas, embora exista sua probabilidade. As interações exotérmicas e endotérmicas possuem características diferentes. O primeiro deles procede com a menor energia de ativação, e os segundos com maior energia de ativação.

Este conceito também é usado na física. A energia de ativação de um semicondutor é a força mínima que deve dar aceleração aos elétrons para a transição para a banda de condução. Durante este processo, as ligações entre os átomos estão quebradas. Além disso, o elétron deve se mover da banda de valência para a região de condução. O aumento da temperatura é o motivo do aumento do movimento térmico das partículas. Neste caso, alguns elétrons passam para o estado de transportadores de carga grátis. As conexões internas também podem ser quebradas por um campo elétrico, luz, etc. A energia de ativação tem valores muito maiores para semicondutores intrínsecos do que para impurezas.