Todos os ingredientes de todo o mundo estão disponíveis. farinha, ovos, calor. Porém, se você não acertar o ponto de partida, o bolo não estará pronto. Vai ser uma bagunça. Simplificando, esta é a energia de ativação. Esta é a iniciação mínima necessária para mover um átomo ou molécula do repouso para a reação. Sem isso, nada acontece.
Em química, isso é chamado de limite. Este é um nível de energia específico que uma partícula deve atingir para sofrer uma mudança química ou movimento físico. Pense nisso como uma barreira energética. Se as moléculas não forem fortes o suficiente para superar esta barreira, a reação para. Período.
Explicação da teoria do estado de transição
Para realmente entender como isso funciona, você precisa aprender sobre a teoria do estado de transição. Aqui, a energia de ativação é definida como a diferença no conteúdo de energia entre a configuração ativada e o estado inicial.
Imagine que a bola está no vale. Você tem que empurrá-lo colina acima para chegar ao outro lado. O topo da montanha está em transição. A energia necessária para a bola atingir seu ponto mais alto é a energia de ativação.
Este conceito está matematicamente incorporado na equação de Arrhenius. Parece assustador, mas este é apenas um padrão da rapidez com que as coisas podem acontecer.
k = A e ^ (- E a / R T )
Vamos decompô-lo sem usar muito jargão.
- k é a constante da taxa de reação. Basicamente, é a velocidade de resposta.
- A é um pré-fator. Isso descreve a frequência com que as moléculas colidem. Cada reação é diferente.
- E a é chamada de energia de ativação.
- R é a constante universal dos gases. Isso é cerca de 8,314 joules por Kelvin por mol.
- T é a temperatura em Kelvin.
Esta equação mostra uma relação direta. À medida que a energia de ativação aumenta, a constante de taxa diminui. Quanto maior o obstáculo, mais lenta será a reação.
Não se trata apenas de produtos químicos
Geralmente falamos sobre isso em relação à mistura de líquidos ou gases, mas a energia de ativação também se aplica ao transporte físico. A difusão é um exemplo importante.
Quando as partículas se difundem de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração, elas devem superar uma barreira energética. O coeficiente de difusão D segue uma expressão exponencial semelhante.
D = D 0 e ^ (-E a / R T )
Aqui D 0 é constante. Os princípios permanecem os mesmos. Quanto maior a energia de ativação da difusão, mais lentamente as partículas se movem.
Como os cientistas medem isso
Você não pode ler a energia de ativação olhando em um béquer. Não listado na garrafa.
Os cientistas determinam esses valores experimentalmente. Meça constantes de taxa ou coeficientes de difusão em diferentes temperaturas. Ao traçar esta informação, podemos trabalhar de trás para frente para encontrar a energia de ativação.
Este é um processo de observação e cálculo. Você muda a temperatura. Observe como a velocidade muda. Em seguida, analise os números para encontrar o limite crítico de energia.
Por que você deve estar ciente desse obstáculo
A energia de ativação não é compreendida apenas por químicos de jaleco branco. Isso explica por que às vezes isso acontece rapidamente e às vezes leva anos.
isso explica por que
