Nhiệt độ và năng lượng kích hoạt
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | năng lượng hoạt hóa |
| Boltzmann distribution/ˈbɒltsmən ˌdɪstrɪˈbjuːʃn/ | phân bố Boltzmann |
Tại sao nhiệt độ lại làm tăng tốc độ
- Năng lượng kích hoạt ($E_A$) là mức năng lượng tối thiểu mà một va chạm cần để trở nên hiệu quả.
- Phân bố Boltzmann cho thấy cách các năng lượng phân tử được phân tán.
- Tăng nhiệt độ mang lại sự gia tăng lớn về tốc độ phản ứng.
Năng lượng kích hoạt là:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Chỉ những va chạm có ít nhất năng lượng kích hoạt mới có thể phản ứng.
Tăng nhiệt độ làm tăng tỷ lệ các phân tử có năng lượng trên mức năng lượng hoạt hóa.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Vì vậy, nhiều va chạm hiệu quả hơn.
Phân bố Boltzmann
- Đường cong bắt đầu từ gốc tọa độ, đạt đỉnh rồi giảm dần theo đuôi dài. Diện tích dưới đường cong là tổng số phân tử.
- Chỉ những phân tử nằm ở phía bên phải của $E_A$ mới có đủ năng lượng để phản ứng.
Năng lượng kích hoạt & nhiệt độ
tỷ lệ có E ≥ Ea tăng theo T
Sưởi ấm dịch chuyển phân bố năng lượng sang phải — nhiều phân tử hơn nhiều giờ đây vượt qua Ea, nên tốc độ tăng vọt.
Trên phân bố Boltzmann, các phân tử có thể phản ứng là những:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Các phân tử có năng lượng lớn hơn Eₐ (bên phải đường thẳng) đủ năng lượng để phản ứng.
Ghép mỗi ý tưởng với định nghĩa của nó.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Mỗi mục nối thuật ngữ với ý nghĩa đúng của nó.
Tại sao nhiệt độ quan trọng
- Tăng nhiệt độ làm mở rộng đường cong sang phải, nên một tỷ lệ lớn hơn nhiều phân tử hiện đã vượt qua $E_A$.
- Các phân tử cũng va chạm thường xuyên hơn — nhưng hiệu ứng đầu tiên là lớn hơn.
- Đó là lý do tại sao một mức tăng nhỏ về nhiệt độ lại gây ra sự gia tăng lớn về tốc độ.
Một va chạm chỉ phản ứng khi có định hướng đúng và đủ năng lượng
Lý do chính khiến nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ phản ứng là:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Đường cong mở rộng về bên phải, vì vậy rất nhiều phân tử vượt qua Eₐ; điều này quan trọng hơn so với tốc độ va chạm tăng lên.
Một mức tăng nhỏ nhiệt độ có thể dẫn đến mức tăng lớn tốc độ phản ứng.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Vì tỷ lệ các phân tử tham gia phản ứng tăng mạnh theo nhiệt độ, ngay cả một mức tăng nhỏ cũng làm phản ứng diễn ra nhanh hơn đáng kể.
Hình ảnh về Phân bố Boltzmann
- Tăng nhiệt độ dịch chuyển phân bố Boltzmann,使得 far more phân tử vượt qua năng lượng kích hoạt.
- Đây là lý do tại sao một mức tăng nhỏ về nhiệt độ có thể làm gấp đôi tốc độ phản ứng.
Bạn đã nắm vững
- năng lượng kích hoạt $E_A$ = mức năng lượng tối thiểu cho một va chạm hiệu quả
- trên phân bố Boltzmann, chỉ những phân tử có năng lượng > $E_A$ mới phản ứng
- nhiệt độ cao hơn → đường cong mở rộng sang phải → nhiều hơn rất nhiều phân tử vượt qua $E_A$ (hiệu ứng chính)
- vì vậy mức tăng nhỏ về nhiệt độ → sự gia tăng lớn về tốc độ