Ключевое различие между энергией активации и пороговой энергией заключается в том, что энергия активации описывает разность потенциальных энергий между реагентами и активированным комплексом, тогда как пороговая энергия описывает энергию, необходимую реагентам для успешного столкновения друг с другом для образования активированный комплекс.
Энергия – это способность выполнять работу. Если энергии достаточно, мы можем использовать эту энергию для выполнения какой-либо желаемой работы; в химии эта работа может быть как химической реакцией, так и ядерной реакцией. Энергия активации и пороговая энергия - это два термина, которые мы используем в химии для определения двух разных форм энергии.
Что такое энергия активации?
Энергия активации - это форма энергии, которая нам нужна для активации химической или ядерной реакции или любой другой реакции. В большинстве случаев мы измеряем эту форму энергии в килоджоулях на моль (кДж/моль). Эта форма энергии представляет собой потенциальный энергетический барьер, препятствующий протеканию химической реакции. Это означает, что он предотвращает превращение реагентов в продукты. Более того, для протекания химической реакции в термодинамической системе система должна достичь высокой температуры, достаточной для обеспечения реагентов энергией, равной или превышающей энергетический барьер активации.
Рисунок 01: Скорость реакции в отсутствие и в присутствии катализатора
Если система получает достаточно энергии, то скорость реакции увеличивается. Однако в некоторых случаях скорость реакции снижается при повышении температуры. Это связано с отрицательной энергией активации. Мы можем рассчитать скорость реакции и энергию активации, используя уравнение Аррениуса. Это выглядит следующим образом:
K=Ae-Ea/(RT)
Где k - коэффициент скорости реакции, A - коэффициент частоты реакции, R - универсальная газовая постоянная, а T - абсолютная температура. Тогда Ea - энергия активации.
Кроме того, катализаторы - это вещества, которые могут снизить энергетический барьер активации реакции. он делает это, изменяя переходное состояние реакции. Более того, реакция не расходует катализатор при протекании реакции.
Что такое пороговая энергия?
Пороговая энергия - это минимальная энергия, которой должна обладать пара частиц для успешного столкновения. Этот термин очень полезен в физике элементарных частиц, а не в химии. Здесь мы говорим о кинетической энергии частиц. Это столкновение частиц образует активированный комплекс (интермедиат) реакции. Следовательно, пороговая энергия равна сумме кинетической энергии и энергии активации. Следовательно, эта форма энергии всегда либо равна, либо больше энергии активации.
В чем разница между энергией активации и пороговой энергией?
Энергия активации - это форма энергии, которая нам нужна для активации химической или ядерной реакции или любой другой реакции. Он описывает разность потенциальных энергий между реагентами и активированным комплексом. При этом ее значение всегда либо равно, либо меньше пороговой энергии той же термодинамической системы. Пороговая энергия, с другой стороны, является минимальной энергией, которой должна обладать пара частиц, чтобы испытать успешное столкновение. Он описывает энергию, необходимую реагентам для успешного столкновения друг с другом с образованием активированного комплекса. Кроме того, значение этой энергии всегда либо равно, либо больше энергии активации той же термодинамической системы. Приведенная ниже инфографика представляет разницу между энергией активации и пороговой энергией в табличной форме.
Резюме – Энергия активации против пороговой энергии
Мы можем определить как пороговую энергию, так и энергию активации для термодинамической системы. Ключевое различие между энергией активации и пороговой энергией заключается в том, что энергия активации описывает разность потенциальных энергий между реагентами и активированным комплексом, тогда как пороговая энергия описывает энергию, необходимую реагентам для успешного столкновения друг с другом с образованием активированного комплекса.
