सक्रियण ऊर्जा क्या है?

जबकि कुछ रासायनिक अभिक्रियाएँ अभिकारकों के संपर्क में आते ही शुरू हो जाती हैं, कई अन्य के लिए, रसायन तब तक प्रतिक्रिया करने में विफल रहते हैं जब तक कि बाहरी ऊर्जा स्रोत के साथ आपूर्ति नहीं की जाती जो सक्रियण प्रदान कर सके ऊर्जा। ऐसे कई कारण हैं जिनसे निकटता में अभिकारक तुरंत रासायनिक प्रतिक्रिया में संलग्न नहीं हो सकते हैं, लेकिन यह महत्वपूर्ण है यह जानने के लिए कि किस प्रकार की प्रतिक्रियाओं के लिए सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है और कौन सी प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं हाथोंहाथ। तभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुरक्षित तरीके से शुरू और नियंत्रित किया जा सकता है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

सक्रियण ऊर्जा एक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक ऊर्जा है। जब अभिकारकों को एक साथ लाया जाता है तो कुछ प्रतिक्रियाएँ तुरंत आगे बढ़ जाती हैं, लेकिन कई अन्य लोगों के लिए, अभिकारकों को निकटता में रखना पर्याप्त नहीं होता है। प्रतिक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए सक्रियण ऊर्जा की आपूर्ति के लिए एक बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है।

सक्रियण ऊर्जा को परिभाषित करने के लिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की शुरुआत का विश्लेषण करना होगा। ऐसी प्रतिक्रियाएं तब होती हैं जब अणु इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करते हैं या जब विपरीत चार्ज वाले आयनों को एक साथ लाया जाता है। अणुओं को इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान करने के लिए, एक अणु से इलेक्ट्रॉनों को बांधे रखने वाले बंधनों को तोड़ना पड़ता है। आयनों के लिए, धनावेशित आयनों ने एक इलेक्ट्रॉन खो दिया है। दोनों ही मामलों में प्रारंभिक बंधनों को तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

एक बाहरी ऊर्जा स्रोत प्रश्न में इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान कर सकता है और रासायनिक प्रतिक्रिया को आगे बढ़ने दे सकता है। सक्रियण ऊर्जा इकाइयाँ किलोजूल, किलोकैलोरी या किलोवाट घंटे जैसी इकाइयाँ हैं। एक बार जब प्रतिक्रिया चल रही होती है, तो यह ऊर्जा छोड़ती है और आत्मनिर्भर होती है। रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू होने देने के लिए, सक्रियण ऊर्जा की शुरुआत में ही आवश्यकता होती है।

इस विश्लेषण के आधार पर, सक्रियण ऊर्जा को रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है। जब बाहरी स्रोत से अभिकारकों को ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है, तो अणु तेज हो जाते हैं और अधिक हिंसक रूप से टकराते हैं। हिंसक टकराव इलेक्ट्रॉनों को मुक्त कर देते हैं, और परिणामी परमाणु या आयन ऊर्जा को मुक्त करने और प्रतिक्रिया को चालू रखने के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता वाली सबसे सामान्य प्रकार की प्रतिक्रिया में कई प्रकार की आग या दहन शामिल होता है। ये प्रतिक्रियाएं ऑक्सीजन को एक ऐसी सामग्री के साथ जोड़ती हैं जिसमें कार्बन होता है। कार्बन में ईंधन में अन्य तत्वों के साथ मौजूदा आणविक बंधन होते हैं जबकि ऑक्सीजन गैस दो ऑक्सीजन परमाणुओं के एक साथ बंधे होने के रूप में मौजूद होती है। कार्बन और ऑक्सीजन आम तौर पर एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं क्योंकि मौजूदा आणविक बंधन सामान्य आणविक टकराव से टूटने के लिए बहुत मजबूत हैं। जब बाहरी ऊर्जा जैसे माचिस या चिंगारी से कुछ बंधन टूट जाते हैं, तो परिणामी ऑक्सीजन और कार्बन परमाणु ऊर्जा छोड़ने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं और आग को तब तक चलते रहते हैं जब तक कि ईंधन खत्म न हो जाए।

एक अन्य उदाहरण हाइड्रोजन और ऑक्सीजन है जो एक विस्फोटक मिश्रण बनाते हैं। यदि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को कमरे के तापमान पर एक साथ मिलाया जाए तो कुछ नहीं होता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन गैस दोनों अणुओं से बने होते हैं जिनमें दो परमाणु एक साथ बंधे होते हैं। जैसे ही इनमें से कुछ बंधन टूटते हैं, उदाहरण के लिए एक चिंगारी से, एक विस्फोट होता है। चिंगारी कुछ अणुओं को अतिरिक्त ऊर्जा देती है जिससे वे अधिक तेज़ी से आगे बढ़ते हैं और अपने बंधनों को तोड़ते हुए टकराते हैं। कुछ ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणु मिलकर पानी के अणु बनाते हैं, जिससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। यह ऊर्जा अधिक अणुओं को गति देती है, अधिक बंधनों को तोड़ती है और अधिक परमाणुओं को प्रतिक्रिया करने की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप विस्फोट होता है।

जब रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करने और नियंत्रित करने की बात आती है तो सक्रियण ऊर्जा एक उपयोगी अवधारणा है। यदि किसी प्रतिक्रिया में सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, तो अभिकारकों को एक साथ सुरक्षित रूप से संग्रहीत किया जा सकता है, और संगत प्रतिक्रिया तब तक नहीं होगी जब तक कि सक्रियण ऊर्जा बाहरी से आपूर्ति नहीं की जाती है स्रोत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए जिन्हें सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे धातु सोडियम और पानी, उदाहरण के लिए, अभिकारकों को सावधानी से संग्रहित किया जाना चाहिए ताकि वे गलती से संपर्क में न आएं और अनियंत्रित हो जाएं प्रतिक्रिया।