Тъй като тя е форма на енергия, топлината играе множество важни роли в химичните реакции. В някои случаи реакциите се нуждаят от топлина, за да започнат; например лагерният огън изисква кибрит и запалване, за да започне. Реакциите консумират топлина или я произвеждат в зависимост от участващите химикали. Топлината също определя скоростта, с която се появяват реакциите и дали те продължават в посока напред или назад.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Най-общо казано, топлината ще помогне за ускоряване на химичната реакция или ще предизвика химическа реакция, която не би могла да се случи по друг начин.
Ендотермични и екзотермични реакции
Много познати химични реакции, като изгаряне на въглища, ръждясване и взривяване на барута, отделят топлина; химиците наричат тези реакции екзотермични. Тъй като реакциите освобождават топлината, те повишават околната температура. Други реакции, като комбиниране на азот и кислород за образуване на азотен оксид, поемат топлина, намалявайки околната температура. Тъй като те отстраняват топлината от заобикалящата ги среда, тези реакции са ендотермични. Много реакции едновременно консумират и произвеждат топлина, но ако нетният резултат е да отдели топлина, реакцията е екзотермична; в противен случай е ендотермичен.
Топлина и молекулярна кинетична енергия
Топлинната енергия се проявява като произволни блъскащи се движения на молекули в материята; тъй като температурата на веществото се повишава, молекулите му вибрират и отскачат с повече енергия и с по-бързи скорости. При определени температури вибрациите преодоляват силите, които карат молекулите да се придържат една към друга, причинявайки твърдите вещества да се разтопят в течности, а течностите да заврят в газове. Газовете реагират на топлина с повишаване на налягането, тъй като молекулите се сблъскват в контейнера си с по-голяма сила.
Уравнение на Арениус
Математическа формула, наречена уравнение на Арениус, свързва скоростта на химичната реакция с нейната температура. При абсолютна нула, теоретична температура, която не може да бъде достигната в реални лабораторни условия, топлината напълно липсва и химичните реакции не съществуват. С повишаване на температурата протичат реакции. Като цяло, по-високите температури означават по-бързи скорости на реакция; тъй като молекулите се движат по-бързо, реагентните молекули са по-склонни да си взаимодействат, образувайки продукти.
Le Chatelier’s Principle and Heat
Някои химични реакции са обратими: реагентите се комбинират, за да образуват продукти и продуктите се пренареждат в реактиви. Едната посока отделя топлина, а другата я консумира. Когато реакцията може да се случи по един или друг начин с еднаква вероятност, химиците казват, че тя е в равновесие. Принципът на Le Chatelier гласи, че за реакциите в равновесие добавянето на повече реагенти към сместа прави по-вероятна реакцията напред, а обратната по-малко. И обратно, добавянето на повече продукти прави обратната реакция по-вероятна. За екзотермична реакция топлината е продукт; ако добавите топлина към екзотермична реакция в равновесие, правите обратната реакция по-вероятна.