A legfontosabb különbség az aktiválási energia és a küszöbenergia között az, hogy az aktiválási energia a reaktánsok és az aktivált komplex közötti potenciális energia különbséget írja le, míg a küszöbenergia azt az energiát írja le, amelyre a reagenseknek szükségük van ahhoz, hogy sikeresen ütközhessenek egymással a aktivált komplex.
Az energia a munkavégzés képessége. Ha van elegendő energia, akkor ezt az energiát felhasználhatjuk valamilyen kívánt munka elvégzésére; a kémiában ez a munka lehet kémiai reakció vagy magreakció. Az aktiválási energia és a küszöbenergia két olyan kifejezés, amelyet a kémiában az energia két különböző formájának meghatározására használunk.
Mi az aktiválási energia?
Az aktiválási energia az energia egyik formája, amelyre szükségünk van egy kémiai vagy nukleáris reakció vagy bármilyen más reakció aktiválásához. Legtöbbször ezt az energiaformát egység kilojoule/mol egységben (kJ/mol) mérjük. Ez az energiaforma a potenciális energia gát, amely elkerüli a kémiai reakció előrehaladását. Ez azt jelenti, hogy megakadályozza, hogy a reaktánsok termékké alakuljanak. Ezen túlmenően egy termodinamikai rendszerben egy kémiai reakció előrehaladásához a rendszernek olyan magas hőmérsékletet kell elérnie, amely elegendő ahhoz, hogy a reagenseket olyan energiával lássa el, amely egyenlő vagy nagyobb, mint az aktiválási energiagát.
01. ábra: Reakciósebesség katalizátor hiányában és jelenlétében
Ha a rendszer elegendő energiát kap, akkor a reakciósebesség nő. Bizonyos esetekben azonban a reakciósebesség csökken, ha növeljük a hőmérsékletet. Ez a negatív aktiválási energiának köszönhető. A reakciósebességet és az aktiválási energiát az Arrhenius-egyenlet segítségével számíthatjuk ki. Ez a következő:
K=Ae-Ea/(RT)
Ahol k a reakciósebesség együtthatója, A a reakció gyakorisági tényezője, R az univerzális gázállandó és T az abszolút hőmérséklet. Ekkor Ea az aktiválási energia.
Ezen kívül a katalizátorok olyan anyagok, amelyek csökkenthetik a reakció aktiválási energiagátját. ezt a reakció átmeneti állapotának módosításával teszi. Ezenkívül a reakció nem használja fel a katalizátort a reakció előrehaladása közben.
Mi az a küszöbenergia?
A küszöbenergia az a minimális energia, amellyel egy részecskepárnak rendelkeznie kell a sikeres ütközéshez. Ez a kifejezés nagyon hasznos a részecskefizikában, nem pedig a kémiában. Itt a részecskék mozgási energiájáról beszélünk. A részecskék ezen ütközése egy reakció aktivált komplexét (intermedierét) alkotja. Ezért a küszöbenergia egyenlő a kinetikus energia és az aktiválási energia összegével. Ezért ez az energiaforma mindig egyenlő vagy nagyobb az aktiválási energiával.
Mi a különbség az aktiválási energia és a küszöbenergia között?
Az aktiválási energia az energia egyik formája, amelyre szükségünk van egy kémiai vagy nukleáris reakció vagy bármilyen más reakció aktiválásához. Leírja a potenciális energia különbséget a reaktánsok és az aktivált komplex között. Sőt, értéke mindig egyenlő vagy kisebb, mint ugyanazon termodinamikai rendszer küszöbenergiája. A küszöbenergia ezzel szemben az a minimális energia, amellyel egy részecskepárnak rendelkeznie kell ahhoz, hogy sikeres ütközésbe kerüljön. Leírja azt az energiát, amelyre a reagenseknek szükségük van ahhoz, hogy sikeresen ütközhessenek egymással az aktivált komplex létrehozásához. Ezen túlmenően ennek az energiának az értéke mindig egyenlő vagy nagyobb, mint ugyanazon termodinamikai rendszer aktiválási energiája. Az alábbi infografika táblázatos formában mutatja be az aktiválási energia és a küszöbenergia közötti különbséget.
Összefoglaló – Aktiválási energia vs küszöbenergia
A termodinamikai rendszer küszöbenergiáját és aktiválási energiáját is meghatározhatjuk. Az aktiválási energia és a küszöbenergia közötti kulcsfontosságú különbség az, hogy az aktiválási energia a reaktánsok és az aktivált komplex közötti potenciális energiakülönbséget írja le, míg a küszöbenergia azt az energiát írja le, amelyre a reaktánsoknak szükségük van ahhoz, hogy sikeresen ütközhessenek egymással az aktivált komplex létrehozásához.
