Какво се случва с екзотермична реакция, ако температурата се повиши?

Някои химически реакции - като изгаряне на дърва или експлозия на тротил - отделят топлина в околната среда. Химиците наричат ​​тези екзотермични реакции. Повишаването на температурата влияе на екзотермичната реакция по два различни начина: чрез промяна на скоростта от реакцията и чрез промяна на баланса между продукти и реагенти в края на реакцията.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Най-общо казано, реакцията ви ще се ускори, защото по-високата температура означава повече топлина и енергия във вашата система. В някои случаи обаче повишаването на температурата може да измести равновесието и да предотврати появата на някои от реакциите ви.

Почти всички реакции протичат по-бързо с повишаване на температурата - включително екзотермични реакции. Реакцията между кислорода във въздуха и химикалите в края на кибрит например е толкова бавна при стайна температура, че изглежда нищо не се случва. Когато нагреете върха на кибритената клечка, като я удряте по ударната лента на кутията, обаче температурата се увеличава и заедно с това скоростта на реакцията, докато изгори с горещ пламък. Като цяло, колкото повече повишавате температурата на екзотермична реакция, толкова по-бързо ще върви тя.

Повечето химически реакции могат да вървят и в двете посоки, което означава, че те могат да се движат напред и да превръщат реагентите в продукти или да текат в обратен ред и да превръщат продуктите в реактиви. С протичането на реакцията реагентите постепенно се изчерпват, докато продуктите започват да се натрупват, така че реакцията напред се забавя, докато обратната реакция се ускорява. В крайна сметка скоростите на пряката и обратната реакция са еднакви, така че въпреки че реакцията продължава да се случва, количествата продукти и реагенти не се променят. Това стабилно състояние се нарича равновесие.

Съотношението на реагентите към продуктите в равновесие зависи от специфичната химична реакция. За нещо като огън, например, малко, ако някой от реагентите остава в равновесие, докато за нещо като реакцията между азот и водород за получаване на амоняк, може да останат много реагенти равновесие. Принципът на Льо Шателие основно казва, че всички химически системи искат да достигнат и да останат в равновесие. Ако добавите продукти на реакцията към химическа система в равновесие, можете да очаквате, че някакво количество продукт ще бъде преобразувано в реактиви, докато ако добавите реагенти, известно количество реагенти ще се превърнат в продукти, така че равновесието да бъде поддържани.

За екзотермична реакция топлината по същество е продукт на реакцията. В съответствие с принципа на Le Chatelier, ако повишите температурата, увеличавате количеството продукти, и така премествате баланса в равновесие обратно към реагентите, което означава, че ще останат повече реагенти равновесие. Колкото по-висока е температурата, толкова по-нататък балансът в равновесие се връща обратно към реагентите. Известен пример е реакцията между водород и азот за получаване на амоняк. Реакцията е толкова бавна при стайна температура, че нищо не се случва. Ако увеличите температурата, за да ускорите реакцията, обаче балансът в равновесие се връща обратно към реагентите и се получава много малко амоняк.