Ποιο ενεργειακό προφίλ δείχνει καλύτερα ότι ο σχηματισμός του NO2 απαιτεί 33.1 kJmol;
Κατανόηση της ορολογίας
* ενδοθερμική αντίδραση: Μια αντίδραση που απορροφά τη θερμότητα από το περιβάλλον. Αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα έχουν υψηλότερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια.
* Διάγραμμα προφίλ ενέργειας: Μια οπτική αναπαράσταση των αλλαγών ενέργειας που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Σχεδιάζει ενέργεια στον άξονα y και την πρόοδο της αντίδρασης (από αντιδραστήρια σε προϊόντα) στον άξονα x.
Κατασκευή του διαγράμματος
1. Αντιδραστήρια: Ξεκινήστε με μια οριζόντια γραμμή που αντιπροσωπεύει το επίπεδο ενέργειας των αντιδραστηρίων (N2 και O2).
2. Ενέργεια ενεργοποίησης: Σχεδιάστε μια καμπύλη που πηγαίνει προς τα πάνω από τη γραμμή αντιδραστηρίου. Η κορυφή αυτής της καμπύλης αντιπροσωπεύει το ενεργοποιημένο σύμπλεγμα, το οποίο είναι ενδιάμεση κατάσταση υψηλής ενέργειας. Το ύψος αυτής της κορυφής από τη γραμμή αντιδραστηρίου αντιπροσωπεύει την ενέργεια ενεργοποίησης (ΕΑ).
3. Προϊόντα: Μετά την κορυφή, η καμπύλη κατεβαίνει σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας που αντιπροσωπεύει τα προϊόντα (NO2). Δεδομένου ότι η αντίδραση είναι ενδοθερμική, η σειρά προϊόντων πρέπει να είναι υψηλότερη από τη γραμμή αντιδραστηρίου.
4. Αλλαγή ενθαλπίας (ΔH): Η διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των αντιδραστηρίων και των προϊόντων είναι η αλλαγή ενθαλπίας (ΔH). Για μια ενδοθερμική αντίδραση, το ΔH είναι θετική και αντιπροσωπεύεται από την κατακόρυφη απόσταση μεταξύ του αντιδραστηρίου και των σειρών προϊόντων. Σε αυτή την περίπτωση, ΔH =+33.1 kJ/mol.
Βασικά χαρακτηριστικά του διαγράμματος
* Η καμπύλη δείχνει το ενεργειακό μονοπάτι της αντίδρασης, που απεικονίζει τη μετάβαση από αντιδραστήρια σε προϊόντα.
* Η κορυφή αντιπροσωπεύει το ενεργοποιημένο σύμπλεγμα , όπου τα μόρια έχουν την υψηλότερη ενέργεια και είναι πιο ασταθή.
* Η διαφορά στην ενέργεια Μεταξύ των αντιδραστηρίων και των προϊόντων είναι η αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) , η οποία είναι θετική για αυτή την ενδοθερμική αντίδραση.
Παράδειγμα
Φανταστείτε τα αντιδραστήρια (N2 και O2) σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο ενέργειας. Για να σχηματίσουν το NO2, πρέπει να ξεπεράσουν ένα ενεργειακό φράγμα (ενέργεια ενεργοποίησης). Αυτό αντιπροσωπεύεται από την ανοδική καμπύλη. Αφού φτάσει στην κορυφή, τα μόρια σχηματίζουν NO2, απελευθερώνοντας κάποια ενέργεια, αλλά όχι αρκετή για να αντισταθμίσει την αρχική είσοδο ενέργειας. Επομένως, η σειρά προϊόντων είναι υψηλότερη από τη γραμμή αντιδραστηρίου, υποδεικνύοντας την ενδοθερμική φύση της αντίδρασης.
Θυμηθείτε: Το ακριβές σχήμα της καμπύλης και οι συγκεκριμένες τιμές της ενέργειας ενεργοποίησης και της μεταβολής της ενθαλπίας μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τις συνθήκες αντίδρασης και την πολυπλοκότητα του μηχανισμού.
ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Αυτή είναι μια απλοποιημένη απεικόνιση του ενεργειακού προφίλ. Για μια ακριβέστερη και λεπτομερή αναπαράσταση, θα πρέπει να εξετάσετε τον συγκεκριμένο μηχανισμό και την κινητική της αντίδρασης σχηματισμού ΝΟ2.
