Γιατί μια αυθόρμητη χημική αντίδραση δεν είναι απαραίτητα γρήγορη αντίδραση;

Μια αυθόρμητη χημική αντίδραση είναι μια αντίδραση που ευνοεί τον σχηματισμό προϊόντων υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση θα προχωρήσει χωρίς εξωτερική είσοδο ενέργειας. Ωστόσο, ο αυθορμητισμός δεν σχετίζεται άμεσα με την ταχύτητα της αντίδρασης .

Εδώ είναι γιατί:

* Ο αυθορμητισμός καθορίζεται από τη θερμοδυναμική :Εξαρτάται από την αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια Gibbs (ΔG). Ένα αρνητικό Δg υποδεικνύει μια αυθόρμητη αντίδραση, που σημαίνει ότι τα προϊόντα είναι πιο σταθερά από τα αντιδραστήρια.

* Η ταχύτητα καθορίζεται από την κινητική :Εξαρτάται από την ενέργεια ενεργοποίησης (ΕΑ) της αντίδρασης. Όσο υψηλότερη είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, τόσο πιο αργή είναι η αντίδραση.

Σκεφτείτε το έτσι:

* Ο αυθορμητισμός είναι σαν να κυλάτε μια μπάλα κάτω. Η μπάλα θα μετακινηθεί φυσικά προς τα κάτω επειδή πρόκειται για χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση.

* Η ταχύτητα είναι σαν την τραχύτητα της πλαγιάς. Μια ομαλή κλίση σημαίνει ότι η μπάλα θα κυλήσει γρήγορα, ενώ μια ανώμαλη κλίση θα την επιβραδύνει.

Εδώ είναι μερικά παραδείγματα:

* σκουριά σιδήρου: Αυτή είναι μια αυθόρμητη αντίδραση (το οξείδιο του σιδήρου είναι πιο σταθερό από το καθαρό σίδερο), αλλά είναι πολύ αργή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση είναι υψηλή.

* Καύση μεθανίου: Αυτή είναι μια αυθόρμητη και γρήγορη αντίδραση. Έχει χαμηλή ενέργεια ενεργοποίησης, που σημαίνει ότι η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει γρήγορα.

Συνοπτικά:

* Μια αυθόρμητη αντίδραση μας λέει μόνο την κατεύθυνση που η αντίδραση θα ευνοήσει, όχι πόσο γρήγορα θα συμβεί.

* Η ταχύτητα μιας αντίδρασης καθορίζεται από την ενέργεια ενεργοποίησής της, η οποία είναι ένας κινητικός παράγοντας.

Επομένως, μια αυθόρμητη αντίδραση μπορεί να είναι είτε αργή είτε γρήγορη ανάλογα με την ενέργεια ενεργοποίησής της.