طاقة التفعيل هي كمية الطاقة الحركية المطلوبة لنشر تفاعل كيميائي في ظل ظروف محددة داخل مصفوفة تفاعل. طاقة التنشيط هي مصطلح شامل يستخدم لقياس كل الطاقة الحركية التي يمكن أن تأتي من مصادر مختلفة وفي أشكال طاقة مختلفة. درجة الحرارة هي وحدة قياس للطاقة الحرارية ، وعلى هذا النحو ، تؤثر درجة الحرارة على البيئة الحركية المحيطة وفوق البيئة الحركية المحيطة للتفاعل.
دور
درجة الحرارة في حد ذاتها ليست أكثر من تقدير كمي للطاقة الحرارية. لكونها مقياسًا للطاقة ، يمكن استخدام درجة الحرارة كأحد ما يمكن أن يكون عدة مسارات لإدخال الطاقة تساعد مصفوفة التفاعل في الوصول إلى طاقة التنشيط الخاصة بها. ترفع درجة الحرارة المرتفعة أو المنخفضة وتقلل من متطلبات الطاقة الإضافية لتحقيق التفاعل.
أنواع
هناك أنواع مختلفة من درجات الحرارة ، مثل كلفن ودرجة مئوية وفهرنهايت. أنواع درجات الحرارة هذه ليست أكثر من مقاييس مختلفة يتم فيها قياس الطاقة الحرارية - كل مقياس له كثافة خاصة به لكل وحدة من الخواص الحركية الحرارية. على هذا النحو ، عادة ما يتم التعبير عن درجة حرارة تنشيط التفاعل الكيميائي بالجول ، مع تحويل أي قيم درجة حرارة حرارية من المقاييس الخاصة بها إلى وحدات الجول.
تأثيرات
بشكل عام ، تكون طاقة التنشيط للتفاعل أعلى من مستويات الطاقة المحيطة داخل أي مصفوفة تفاعل. يمكن الوصول إلى مستوى طاقة التنشيط هذا عن طريق إضافة أشكال الطاقة الكهربائية والضوء والحرارية وغيرها من أشكال الطاقة. نظرًا لأن هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة بشكل عام لحدوث التفاعل ، فإن رفع درجة الحرارة يجعل التفاعل أقرب إلى متطلبات طاقة التنشيط. عادةً ما يؤدي تقليل الحرارة إلى تأخير التفاعل.
الاعتبارات
عند حدوث تفاعلات كيميائية ، من الشائع حدوث آليات طاردة للحرارة. هذه تنتج حرارة وبالتالي تزيد من درجة الحرارة ومعدل التفاعل كنتيجة طبيعية. يعد هذا التأثير الأسي مصدر قلق كبير ، حيث قد يتسبب معدل التفاعل المتزايد في حدوث غير متوقع ناتج الطاقة ويؤدي إلى فقدان التحكم في التفاعل أو تلف الكواشف داخل المصفوفة بحد ذاتها.
تحذير
كما هو الحال مع جميع آليات التفاعل المتعلقة بالكيمياء ، يجب توخي الحذر الشديد عند تطبيق الطاقة الحرارية أو تقليلها من التفاعل. قد يؤدي التخفيض إلى ما بعد نقطة معينة إلى فقد المواد أو حتى نواتج تفاعل ثانوي مفرطة. علاوة على ذلك ، قد تؤدي درجة الحرارة الزائدة أيضًا إلى مزيد من التفاف التفاعل ، والذي يمكن أن يؤدي إلى نواتج تفاعل غير مرغوب فيها وحتى الإصابة الشخصية إذا وصل التفاعل إلى نقطة الوميض.