Jotkut kemialliset reaktiot - kuten puun polttaminen tai räjähtävä TNT - vapauttavat lämpöä ympäristöönsä. Kemistit kutsuvat näitä eksotermisiksi reaktioksi. Lämpötilan nostaminen vaikuttaa eksotermiseen reaktioon kahdella eri tavalla: muuttamalla nopeutta reaktion lopussa ja muuttamalla tuotteiden ja reagenssien välistä tasapainoa reaktion lopussa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Yleisesti ottaen reaktiosi nopeutuu, koska korkeampi lämpötila tarkoittaa enemmän lämpöä ja energiaa järjestelmässäsi. Joissakin tapauksissa lämpötilan nostaminen voi kuitenkin muuttaa tasapainoa ja estää osan reaktiostasi.
Reaktionopeudet
Lähes kaikki reaktiot menevät nopeammin lämpötilan noustessa - mukaan lukien eksotermiset reaktiot. Esimerkiksi ilmassa olevan hapen ja tulitikun kärjessä olevien kemikaalien välinen reaktio on huoneen lämpötilassa niin hidas, ettei mitään näytä tapahtuvan. Kun kuumennat ottelun kärkeä lyömällä sitä laatikon hyökkääjän nauhaa vasten, lämpötila nousee ja samalla reaktionopeus, kunnes se palaa kuumalla liekillä. Yleensä mitä enemmän kasvatat eksotermisen reaktion lämpötilaa, sitä nopeammin se menee.
Tasapaino
Suurin osa kemiallisista reaktioista voi mennä molempiin suuntiin, mikä tarkoittaa, että ne voivat ajaa eteenpäin ja muuntaa reagenssit tuotteiksi tai toimia päinvastoin ja muuttaa tuotteet reagoiviksi. Kun reaktio etenee, reagenssit kuluvat vähitellen samalla kun tuotteet alkavat kasaantua, joten eteenpäin suuntautuva reaktio hidastuu samalla kun käänteinen reaktio nopeutuu. Lopulta eteenpäin ja päinvastaisesti tapahtuvien reaktioiden nopeudet ovat samat, joten vaikka reaktio jatkuu, tuotteiden ja reagenssien määrät eivät muutu. Tätä vakaa tilaa kutsutaan tasapainoksi.
Le Chatelierin periaate
Reagenssien suhde tasapainotuotteisiin riippuu spesifisestä kemiallisesta reaktiosta. Esimerkiksi tulelle, vähän, jos jokin reagenssista jää tasapainoon, kun taas jotain typen ja vedyn välisestä reaktiosta ammoniakin muodostamiseksi, paljon reaktantteja voi jäädä tasapaino. Le Chatelierin periaate sanoo periaatteessa, että kaikki kemialliset järjestelmät haluavat päästä tasapainoon ja pysyä siinä. Jos lisäät reaktiotuotteita kemialliseen järjestelmään tasapainossa, voit odottaa, että tietty määrä tuotetta muunnetaan reagoiviksi aineiksi, kun taas lisäämällä reagensseja, osa reagensseista muuttuu tuotteiksi siten, että tasapaino on ylläpidetään.
Lämpö ja tasapaino
Eksotermisessä reaktiossa lämpö on olennaisesti reaktion tuote. Le Chatelierin periaatteen mukaisesti, jos nostat lämpötilaa, lisäät tuotteiden määrää, ja niin siirrät tasapainon tasapainossa takaisin kohti reagensseja, mikä tarkoittaa, että reaktantteja on jäljellä enemmän tasapaino. Mitä korkeampi lämpötila nousee, sitä enemmän tasapaino tasapainossa siirtyy takaisin kohti reagensseja. Kuuluisa esimerkki on vedyn ja typen välinen reaktio ammoniakin muodostamiseksi. Reaktio on huoneen lämpötilassa niin hidas, ettei mitään tapahdu. Jos nostat lämpötilaa reaktion nopeuttamiseksi, tasapaino tasapainossa siirtyy kuitenkin takaisin reagoiviin aineisiin ja ammoniakkia syntyy hyvin vähän.