Μερικές χημικές αντιδράσεις - όπως καύση ξύλου ή έκρηξη TNT - απελευθερώνουν θερμότητα στο περιβάλλον τους. Οι χημικοί αποκαλούν αυτές τις εξώθερμες αντιδράσεις. Η αύξηση της θερμοκρασίας επηρεάζει μια εξώθερμη αντίδραση με δύο διαφορετικούς τρόπους: αλλάζοντας τον ρυθμό της αντίδρασης και αλλάζοντας την ισορροπία μεταξύ προϊόντων και αντιδρώντων στο τέλος της αντίδρασης.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Σε γενικές γραμμές, η αντίδρασή σας θα επιταχυνθεί επειδή μια υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει περισσότερη θερμότητα και ενέργεια στο σύστημά σας. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να μετατοπίσει την ισορροπία και να αποτρέψει την εμφάνιση της αντίδρασης σας.
Ποσοστά αντίδρασης
Σχεδόν όλες οι αντιδράσεις πηγαίνουν γρηγορότερα καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία - περιλαμβάνονται εξωθερμικές αντιδράσεις. Η αντίδραση μεταξύ οξυγόνου στον αέρα και των χημικών ουσιών στην κορυφή ενός αγώνα, για παράδειγμα, είναι τόσο αργή σε θερμοκρασία δωματίου που δεν φαίνεται να συμβαίνει τίποτα. Όταν ζεσταίνετε την άκρη του ματς χτυπώντας την πάνω στη λωρίδα επιθετικής στο κουτί, ωστόσο, η θερμοκρασία αυξάνεται και μαζί της ο ρυθμός της αντίδρασης μέχρι να καεί με μια καυτή φλόγα. Γενικά, όσο αυξάνετε τη θερμοκρασία μιας εξώθερμης αντίδρασης, τόσο πιο γρήγορα θα πάει.
Ισορροπία
Οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις μπορούν να πάνε αμφίδρομα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να προχωρήσουν προς τα εμπρός και να μετατρέψουν τα αντιδραστήρια σε προϊόντα ή να αντιστραφούν και να μετατρέψουν προϊόντα σε αντιδραστήρια. Καθώς η αντίδραση προχωρά, τα αντιδραστήρια εξαντλούνται σταδιακά ενώ τα προϊόντα αρχίζουν να συσσωρεύονται, έτσι η εμπρόσθια αντίδραση επιβραδύνεται ενώ η αντίστροφη αντίδραση επιταχύνεται. Τελικά οι ρυθμοί των εμπρός και αντίστροφων αντιδράσεων είναι οι ίδιοι, οπότε αν και η αντίδραση συνεχίζει να συμβαίνει, οι ποσότητες των προϊόντων και των αντιδρώντων δεν αλλάζουν. Αυτή η σταθερή κατάσταση ονομάζεται ισορροπία.
Αρχή του Le Chatelier
Η αναλογία αντιδραστηρίων προς προϊόντα σε ισορροπία εξαρτάται από τη συγκεκριμένη χημική αντίδραση. Για κάτι σαν τη φωτιά, για παράδειγμα, λίγο αν κάποιο από τα αντιδραστήρια παραμείνει σε ισορροπία, ενώ για κάτι σαν την αντίδραση μεταξύ αζώτου και υδρογόνου για την παραγωγή αμμωνίας, πολλά αντιδραστήρια μπορεί να μείνουν ισορροπία. Η αρχή του Le Chatelier λέει βασικά ότι όλα τα χημικά συστήματα θέλουν να φτάσουν και να μείνουν σε ισορροπία. Εάν προσθέσετε προϊόντα αντίδρασης σε ένα χημικό σύστημα σε ισορροπία, μπορείτε να περιμένετε ότι κάποια ποσότητα προϊόντος θα μετατραπεί σε αντιδραστήρια, ενώ αν προσθέσετε αντιδραστήρια, κάποια ποσότητα αντιδραστηρίων θα μετατραπεί σε προϊόντα έτσι ώστε να υπάρχει ισορροπία διατηρείται.
Θερμότητα και ισορροπία
Για μια εξώθερμη αντίδραση, η θερμότητα είναι ουσιαστικά προϊόν της αντίδρασης. Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, εάν αυξήσετε τη θερμοκρασία αυξάνετε την ποσότητα των προϊόντων, και έτσι μετατοπίζετε την ισορροπία στην ισορροπία προς τα αντιδραστήρια, που σημαίνει ότι θα απομένουν περισσότερα αντιδραστήρια ισορροπία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο η ισορροπία στην ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αντιδραστήρια. Ένα διάσημο παράδειγμα είναι η αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και αζώτου στην παραγωγή αμμωνίας. Η αντίδραση είναι τόσο αργή σε θερμοκρασία δωματίου που δεν συμβαίνει τίποτα. Εάν αυξήσετε τη θερμοκρασία για να επιταχύνετε την αντίδραση, ωστόσο, η ισορροπία στην ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αντιδρώντα και παράγεται πολύ λίγη αμμωνία.