Γιατί συμβαίνει μια χημική αντίδραση;
1. Χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση:
* Τα άτομα και τα μόρια προσπαθούν πάντα να φτάσουν στη χαμηλότερη δυνατή κατάσταση ενέργειας. Αυτό είναι ανάλογο με μια μπάλα που κυλά προς τα κάτω, όπου φυσικά θα μετακινηθεί στο χαμηλότερο σημείο.
* Οι χημικές αντιδράσεις συχνά απελευθερώνουν ενέργεια (εξωθερμικές αντιδράσεις), που σημαίνει ότι τα προϊόντα έχουν χαμηλότερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια. Αυτή η απελευθέρωση ενέργειας συμβάλλει στη σταθερότητα των προϊόντων.
* Ορισμένες αντιδράσεις απαιτούν εισροή ενέργειας (ενδοθερμικές αντιδράσεις), αλλά τα προϊόντα θα εξακολουθούν να είναι πιο σταθερά μακροπρόθεσμα λόγω άλλων παραγόντων.
2. Αυξημένη εντροπία:
* Η εντροπία είναι ένα μέτρο διαταραχής ή τυχαιότητας. Τα συστήματα τείνουν να κινούνται προς μια κατάσταση υψηλότερης εντροπίας.
* Οι χημικές αντιδράσεις συχνά δημιουργούν πιο σύνθετα μόρια από τα απλούστερα, αυξάνοντας τη διαταραχή του συστήματος.
* Ακόμη και αν τα προϊόντα έχουν ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια, η αυξημένη εντροπία μπορεί να οδηγήσει την αντίδραση προς τα εμπρός.
Εδώ είναι μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο συνεργάζονται αυτοί οι παράγοντες:
* Αντιδραστήρια: Άτομα και μόρια στην αρχική τους κατάσταση, ενδεχομένως ασταθή.
* Ενέργεια ενεργοποίησης: Η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για να ξεκινήσει η αντίδραση, να σπάσει τους δεσμούς και να δημιουργήσει νέες.
* κατάσταση μετάβασης: Μια ασταθής ενδιάμεση κατάσταση υψηλής ενέργειας μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων.
* Προϊόντα: Τα άτομα και τα μόρια στην τελική τους κατάσταση, ενδεχομένως πιο σταθερά λόγω χαμηλότερης ενέργειας ή/και υψηλότερης εντροπίας.
Παράγοντες που επηρεάζουν τους ρυθμούς αντίδρασης:
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν την κινητική ενέργεια των μορίων, οδηγώντας σε περισσότερες συγκρούσεις και μεγαλύτερες πιθανότητες αντιδράσεων.
* Συγκέντρωση: Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων αυξάνουν τη συχνότητα των συγκρούσεων.
* Catalyst: Μια ουσία που μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης, επιταχύνοντας την αντίδραση χωρίς να καταναλώνεται.
* επιφάνεια: Για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν στερεά, μια μεγαλύτερη επιφάνεια επιτρέπει περισσότερη επαφή μεταξύ των αντιδραστηρίων, αυξάνοντας τον ρυθμό αντίδρασης.
Στην ουσία, οι χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται επειδή αντιπροσωπεύουν μια οδό σε μια πιο σταθερή και ευνοϊκή κατάσταση για το εμπλεκόμενο σύστημα. Οι κινητήριες δυνάμεις είναι η επιδίωξη της χαμηλότερης ενέργειας και της υψηλότερης εντροπίας, η οποία υπαγορεύει την κατεύθυνση και τον ρυθμό της αντίδρασης.
