Klíčový rozdíl mezi aktivační energií a prahovou energií je v tom, že aktivační energie popisuje potenciální energetický rozdíl mezi reaktanty a aktivovaným komplexem, zatímco prahová energie popisuje energii, kterou reaktanty potřebují, aby se navzájem úspěšně srazily a vytvořily aktivovaný komplex.
Energie je schopnost konat práci. Pokud je dostatek energie, můžeme tuto energii použít k vykonání nějaké práce, kterou si přejeme; v chemii může být tato práce buď chemickou reakcí, nebo jadernou reakcí. aktivační energie a prahová energie jsou dva pojmy, které v chemii používáme k definování dvou různých forem energie.
Co je aktivační energie?
Aktivační energie je forma energie, kterou potřebujeme k aktivaci chemické nebo jaderné reakce nebo jakékoli jiné reakce. Ve většině případů měříme tuto formu energie v jednotkách kilojoulů na mol (kJ/mol). Tato forma energie je potenciální energetická bariéra, která zabraňuje postupu chemické reakce. To znamená, že zabraňuje přeměně reaktantů na produkty. Navíc, aby chemická reakce pokračovala v termodynamickém systému, systém by měl dosáhnout vysoké teploty, která je dostatečná k tomu, aby poskytla reaktantům energii, která je buď stejná, nebo větší než bariéra aktivační energie.
Obrázek 01: Rychlost reakce v nepřítomnosti a přítomnosti katalyzátoru
Pokud systém získá dostatek energie, zvýší se rychlost reakce. V některých případech se však rychlost reakce sníží, když zvýšíme teplotu. To je způsobeno negativní aktivační energií. Můžeme vypočítat reakční rychlost a aktivační energii pomocí Arrheniovy rovnice. Je to takto:
K=Ae-Ea/(RT)
Kde k je koeficient reakční rychlosti, A je frekvenční faktor reakce, R je univerzální plynová konstanta a T je absolutní teplota. Potom Ea je aktivační energie.
Kalyzátory jsou navíc látky, které mohou snížit bariéru aktivační energie pro reakci. činí tak úpravou přechodového stavu reakce. Navíc reakce nespotřebovává katalyzátor, zatímco reakce probíhá.
Co je prahová energie?
Práhová energie je minimální energie, kterou musí mít dvojice částic, aby prošla úspěšnou srážkou. Tento termín je velmi užitečný spíše ve fyzice částic než v chemii. Zde mluvíme o kinetické energii částic. Tato srážka částic tvoří aktivovaný komplex (meziprodukt) reakce. Prahová energie se tedy rovná součtu kinetické energie a aktivační energie. Tato forma energie je tedy vždy stejná nebo větší než aktivační energie.
Jaký je rozdíl mezi aktivační energií a prahovou energií?
Aktivační energie je forma energie, kterou potřebujeme k aktivaci chemické nebo jaderné reakce nebo jakékoli jiné reakce. Popisuje rozdíl potenciální energie mezi reaktanty a aktivovaným komplexem. Navíc je jeho hodnota vždy buď rovna nebo nižší než prahová energie stejného termodynamického systému. Prahová energie, na druhé straně, je minimální energie, kterou musí mít dvojice částic, aby prošla úspěšnou srážkou. Popisuje energii, kterou reaktanty potřebují k tomu, aby se navzájem úspěšně srazily a vytvořily aktivovaný komplex. Kromě toho je hodnota této energie vždy stejná nebo větší než aktivační energie téhož termodynamického systému. Níže uvedená infografika představuje rozdíl mezi aktivační energií a prahovou energií v tabulkové formě.
Shrnutí – Aktivační energie vs. prahová energie
Pro termodynamický systém můžeme definovat jak prahovou energii, tak aktivační energii. Klíčový rozdíl mezi aktivační energií a prahovou energií je v tom, že aktivační energie popisuje rozdíl potenciální energie mezi reaktanty a aktivovaným komplexem, zatímco prahová energie popisuje energii, kterou reaktanty potřebují k tomu, aby se navzájem úspěšně srazily k vytvoření aktivovaného komplexu.
