Indhold
Nogle kemiske reaktioner - som at brænde træ eller eksplodere TNT - frigiver varme til deres omgivelser. Kemikere kalder disse eksoterme reaktioner.Forøgelse af temperaturen påvirker en eksoterm reaktion på to forskellige måder: ved at ændre reaktionshastigheden og ved at ændre balancen mellem produkter og reaktanter i slutningen af reaktionen.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Generelt vil din reaktion fremskynde, fordi en højere temperatur betyder mere varme og energi i dit system. I nogle tilfælde kan hæve temperaturen dog ændre ligevægten og forhindre, at nogle af dine reaktioner opstår.
Reaktionssatser
Næsten alle reaktioner går hurtigere, når temperaturen stiger - eksoterme reaktioner inkluderet. Reaktionen mellem ilt i luften og kemikalierne i spidsen af en kamp, for eksempel, er så langsom ved stuetemperatur, at intet ser ud til at ske. Når du varmer op spidsen af kampen ved at slå den mod strejkestrimlen på kassen, øges temperaturen og med den reaktionshastigheden, indtil den brænder med en varm flamme. Generelt, jo mere du øger temperaturen på en eksoterm reaktion, jo hurtigere går den.
Equilibrium
De fleste kemiske reaktioner kan gå begge veje, hvilket betyder, at de kan løbe fremad og konvertere reaktanter til produkter eller køre i revers og konvertere produkter til reaktanter. Når reaktionen løber frem, udtømmes reaktanterne gradvist, mens produkterne begynder at akkumuleres, så den fremadrettede reaktion bremses ned, mens den modsatte reaktion fremskyndes. Til sidst er hastighederne for frem- og bagreaktioner de samme, så selvom reaktionen fortsætter med at forekomme, ændrer mængderne af produkter og reaktanter ikke. Denne stabile tilstand kaldes en ligevægt.
Le Chateliers-princippet
Forholdet mellem reaktanter og produkter i ligevægt afhænger af den specifikke kemiske reaktion. For noget som ild, for eksempel, lidt hvis nogen af reaktanterne efterlades i ligevægt, hvorimod for noget som reaktionen mellem nitrogen og brint til dannelse af ammoniak, kan der være en masse reaktanter i ligevægt. Le Chateliers-princippet siger dybest set, at alle kemiske systemer ønsker at komme til og forblive i ligevægt. Hvis du tilføjer reaktionsprodukter til et kemisk system ved ligevægt, kan du forvente, at en vis mængde produkt omdannes til reaktanter, mens hvis du tilføjer reaktanter, vil nogle mængder reaktanter konverteres til produkter, så ligevægten opretholdes.
Varme og ligevægt
Ved en eksoterm reaktion er varme i det væsentlige et produkt af reaktionen. I overensstemmelse med Le Chateliers-princippet øger du mængden af produkter, hvis du øger temperaturen, og så skifter du balancen ved ligevægt tilbage mod reaktanter, hvilket betyder, at der vil være flere reaktanter tilbage ved ligevægt. Jo højere temperaturen går, jo længere skifter balancen ved ligevægt tilbage mod reaktanter. Et berømt eksempel er reaktionen mellem brint og nitrogen til dannelse af ammoniak. Reaktionen er så langsom ved stuetemperatur, at der ikke sker noget. Hvis du hæver temperaturen for at fremskynde reaktionen, skifter balancen ved ligevægt imidlertid tilbage mod reaktanter, og der produceres meget lidt ammoniak.