Da det er en form for energi, spiller varme flere vigtige roller i kemiske reaktioner. I nogle tilfælde har reaktioner brug for varme for at begynde; for eksempel kræver en lejrbål en kamp og tænding for at komme i gang. Reaktioner forbruger varme eller producerer det afhængigt af de involverede kemikalier. Varme bestemmer også hastigheden, hvormed reaktionerne opstår, og om de forløber fremad eller baglæns.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Generelt vil varme hjælpe med at fremskynde en kemisk reaktion eller drive en kemisk reaktion, der ellers ikke kunne forekomme.
Endotermiske og eksoterme reaktioner
Mange kendte kemiske reaktioner, såsom forbrænding af kul, rustning og eksploderende krud, afgiver varme; kemikere kalder disse reaktioner eksoterme. Fordi reaktioner frigiver varme, øger de omgivelsestemperaturen. Andre reaktioner, såsom at kombinere nitrogen og ilt til dannelse af nitrogenoxid, optager varme og reducerer omgivelsestemperaturen. Da de fjerner varme fra deres omgivelser, er disse reaktioner endotermiske. Mange reaktioner både forbruger og producerer varme, men hvis nettoresultatet er at afgive varme, er reaktionen eksoterm; ellers er det endotermisk.
Varme og molekylær kinetisk energi
Varmeenergi manifesterer sig som tilfældige stødende bevægelser af molekyler i stof; når et stofs temperatur stiger, vibrerer dets molekyler og hopper med mere energi og ved hurtigere hastigheder. Ved visse temperaturer overvinder vibrationer de kræfter, der får molekyler til at klæbe til hinanden, hvilket får faste stoffer til at smelte til væsker og væsker koge til gasser. Gasser reagerer på varme med et stigende tryk, da molekyler kolliderer mod deres beholder med større kraft.
Arrhenius ligning
En matematisk formel kaldet Arrhenius ligningen forbinder hastigheden af en kemisk reaktion med dens temperatur. Ved absolut nul, en teoretisk temperatur, der ikke kan nås i en virkelig laboratorieindstilling, er varmen helt fraværende, og kemiske reaktioner er ikke eksisterende. Når temperaturen stiger, finder reaktioner sted. Generelt betyder højere temperaturer hurtigere reaktionshastigheder; når molekyler bevæger sig hurtigere, er det mere sandsynligt, at reaktantmolekyler interagerer og danner produkter.
Le Chateliers princip og varme
Nogle kemiske reaktioner er reversible: Reaktanter kombineres for at danne produkter, og produkter omarrangeres i reaktanter. Den ene retning frigiver varme, og den anden forbruger den. Når en reaktion kan ske på en eller anden måde med lige sandsynlighed, siger kemikere, at den er i ligevægt. Le Chateliers princip siger, at for reaktioner i ligevægt gør tilføjelse af flere reaktanter til blandingen fremadrettet reaktion mere sandsynlig og omvendt mindre. Omvendt gør tilføjelse af flere produkter den omvendte reaktion mere sandsynlig. Til en eksoterm reaktion er varme et produkt; hvis du tilføjer varme til en eksoterm reaktion i ligevægt, gør du den omvendte reaktion mere sandsynlig.
