Nogle kemiske reaktioner - som brændende træ eller eksploderende TNT - frigiver varme til deres omgivelser. Kemikere kalder disse eksoterme reaktioner. Forøgelse af temperaturen påvirker en eksoterm reaktion på to forskellige måder: ved at ændre hastigheden af reaktionen og ved at ændre balancen mellem produkter og reaktanter i slutningen af reaktionen.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Generelt vil din reaktion blive hurtigere, fordi en højere temperatur betyder mere varme og energi i dit system. I nogle tilfælde kan temperaturforøgelse dog ændre forskellen i ligevægt og forhindre, at noget af din reaktion opstår.
Reaktionshastigheder
Næsten alle reaktioner går hurtigere, når temperaturen stiger - eksotermiske reaktioner inkluderet. Reaktionen mellem ilt i luften og kemikalierne i spidsen af en tændstik er for eksempel så langsom ved stuetemperatur, at intet ser ud til at ske. Når du opvarmer spidsen af kampen ved at slå den mod angriberstrimlen på kassen, øges temperaturen og dermed reaktionshastigheden, indtil den brænder med en varm flamme. Generelt, jo mere du øger temperaturen på en eksoterm reaktion, jo hurtigere vil den gå.
Ligevægt
De fleste kemiske reaktioner kan gå begge veje, hvilket betyder at de kan køre fremad og omdanne reaktanter til produkter eller køre i omvendt retning og konvertere produkter til reaktanter. Når reaktionen løber fremad, tømmes reaktanterne gradvist, mens produkterne begynder at akkumulere, så den fremadrettede reaktion sænkes, mens den omvendte reaktion fremskynder. Til sidst er hastighederne for fremadgående og omvendte reaktioner de samme, så selvom reaktionen fortsætter med at forekomme, ændres ikke mængderne af produkter og reaktanter. Denne steady state kaldes en ligevægt.
Le Chateliers princip
Forholdet mellem reaktanter og produkter ved ligevægt afhænger af den specifikke kemiske reaktion. For noget som ild, for eksempel, er lidt, hvis nogen af reaktanten efterlades i ligevægt, hvorimod for noget som reaktionen mellem nitrogen og hydrogen for at fremstille ammoniak, kan mange reaktanter være tilbage ligevægt. Le Chateliers princip siger grundlæggende, at alle kemiske systemer ønsker at komme til og forblive i ligevægt. Hvis du tilføjer reaktionsprodukter til et kemisk system i ligevægt, kan du forvente, at en vis mængde produkt omdannes til reaktanter, mens hvis du tilføjer reaktanter, vil en vis mængde reaktanter blive omdannet til produkter, så ligevægt er vedligeholdes.
Varme og ligevægt
Til en eksoterm reaktion er varme i det væsentlige et produkt af reaktionen. I overensstemmelse med Le Chateliers princip øger du mængden af produkter, hvis du øger temperaturen, og så flytter du balancen ved ligevægt tilbage mod reaktanter, hvilket betyder at der vil være flere reaktanter tilbage ligevægt. Jo højere temperaturen går, jo længere skifter balance ved ligevægt tilbage mod reaktanter. Et berømt eksempel er reaktionen mellem brint og nitrogen for at fremstille ammoniak. Reaktionen er så langsom ved stuetemperatur, at der ikke sker noget. Hvis du øger temperaturen for at fremskynde reaktionen, skifter balancen ved ligevægt imidlertid tilbage mod reaktanter, og der produceres meget lidt ammoniak.