Tous les ingrédients du monde entier sont disponibles. farine, œufs, chaleur. Cependant, si vous ne parvenez pas à bien commencer, le gâteau ne sera pas terminé. Ça va être un désastre. En termes simples, c’est l’énergie d’activation. Il s’agit de l’initiation minimale requise pour faire passer un atome ou une molécule du repos à la réaction. Sans cela, rien ne se passe.
En chimie, c’est ce qu’on appelle un seuil. Il s’agit d’un niveau d’énergie spécifique qu’une particule doit atteindre pour subir un changement chimique ou un mouvement physique. Considérez-le comme une barrière énergétique. Si les molécules ne sont pas assez fortes pour surmonter cette barrière, la réaction s’arrête. Période.
Explication de la théorie des états de transition
Pour vraiment comprendre comment cela fonctionne, vous devez vous renseigner sur la théorie des états de transition. Ici, l’énergie d’activation est définie comme la différence de contenu énergétique entre la configuration activée et l’état initial.
Imaginez que la balle est dans la vallée. Il faut le pousser vers le haut de la colline pour le faire passer de l’autre côté. Ce sommet de montagne est en transition. L’énergie nécessaire pour que la balle atteigne son point culminant est l’énergie d’activation.
Ce concept est mathématiquement incarné dans l’équation d’Arrhenius. Cela semble effrayant, mais ce n’est qu’un exemple de la rapidité avec laquelle les choses peuvent arriver.
k = UNE e ^ (- E une / R T )
Décomposons-le sans utiliser trop de jargon.
- k est la constante de vitesse de réaction. Fondamentalement, c’est la rapidité de réponse.
- A est un préfacteur. Cela décrit la fréquence à laquelle les molécules entrent en collision. Chaque réaction est différente.
- E a est appelé l’énergie d’activation.
- R est la constante universelle des gaz. Cela représente environ 8,314 joules par kelvin et par mole.
- T est la température en Kelvin.
Cette équation montre une relation directe. À mesure que l’énergie d’activation augmente, la constante de vitesse diminue. Plus l’obstacle est élevé, plus la réaction est lente.
Il ne s’agit pas seulement de produits chimiques
On en parle généralement à propos du mélange de liquides ou de gaz, mais l’énergie d’activation s’applique également au transport physique. La diffusion est un exemple important.
Lorsque des particules diffusent d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration, elles doivent surmonter une barrière énergétique. Le coefficient de diffusion D suit une expression exponentielle similaire.
ré = ré 0 e ^ (-E une / R T )
Ici D 0 est constant. Les principes restent les mêmes. Plus l’énergie d’activation de diffusion est élevée, plus les particules se déplacent lentement.
Comment les scientifiques le mesurent
Vous ne pouvez pas lire l’énergie d’activation en regardant dans un bécher. Non indiqué sur la bouteille.
Les scientifiques déterminent ces valeurs expérimentalement. Mesurez les constantes de vitesse ou les coefficients de diffusion à différentes températures. En traçant ces informations, nous pouvons travailler à rebours pour trouver l’énergie d’activation.
Il s’agit d’un processus d’observation et de calcul. Vous changez la température. Observez comment la vitesse change. Ensuite, calculez les chiffres pour trouver le seuil d’énergie critique.
Pourquoi vous devriez être conscient de cet obstacle
L’énergie d’activation n’est pas seulement comprise par les chimistes en blouse blanche. Cela explique pourquoi cela arrive parfois rapidement et parfois prend des années.
ça explique pourquoi
