Kako je oblik energije, toplina igra višestruku važnu ulogu u kemijskim reakcijama. U nekim slučajevima reakcije trebaju toplinu za početak; na primjer, logorska vatra zahtijeva šibicu i paljenje da bi se započelo. Reakcije troše toplinu ili je proizvode, ovisno o kemikalijama koje su uključene. Toplina također određuje brzinu reakcije i odvija li se u smjeru naprijed ili natrag.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Općenito govoreći, toplina će pomoći ubrzati kemijsku reakciju ili pokrenuti kemijsku reakciju koja se inače ne bi mogla dogoditi.
Endotermne i egzotermne reakcije
Mnoge poznate kemijske reakcije, poput izgaranja ugljena, hrđanja i eksplozije baruta, odaju toplinu; kemičari ove reakcije nazivaju egzotermnim. Budući da reakcije oslobađaju toplinu, povećavaju temperaturu okoline. Ostale reakcije, poput kombiniranja dušika i kisika u dušikov oksid, uzimaju toplinu smanjujući temperaturu okoline. Kako uklanjaju toplinu iz svoje okoline, ove reakcije su endotermne. Mnoge reakcije troše i proizvode toplinu, ali ako je neto rezultat davanje topline, reakcija je egzotermna; inače je endotermna.
Toplina i molekularna kinetička energija
Toplinska energija očituje se kao slučajna pokretna kretanja molekula u materiji; kako se temperatura tvari povećava, njene molekule vibriraju i odbijaju se s više energije i bržim brzinama. Na određenim temperaturama vibracije prevladavaju sile zbog kojih se molekule lijepe jedna za drugu, što uzrokuje da se krute tvari otope u tekućine, a tekućine da vriju u plinove. Plinovi reagiraju na toplinu povećanjem tlaka dok se molekule veće sile sudaraju o svoj spremnik.
Arrheniusova jednadžba
Matematička formula koja se naziva Arrheniusova jednadžba povezuje brzinu kemijske reakcije s njezinom temperaturom. Na apsolutnoj nuli, teoretskoj temperaturi koju nije moguće postići u stvarnom laboratorijskom okruženju, toplina je potpuno odsutna i kemijske reakcije ne postoje. Kako se temperatura povećava, odvijaju se reakcije. Općenito, više temperature znače brže brzine reakcije; kako se molekule brže kreću, molekule reaktanata imaju veću vjerojatnost interakcije, stvarajući proizvode.
Le Chatelierov princip i vrućina
Neke su kemijske reakcije reverzibilne: reaktanti se kombiniraju i tvore proizvode, a proizvodi se preuređuju u reaktante. Jedan smjer oslobađa toplinu, a drugi je troši. Kad se reakcija može dogoditi s bilo kojom vjerovatnoćom, kemičari kažu da je u ravnoteži. Le Chatelierov princip kaže da za reakcije u ravnoteži dodavanjem više reaktanata u smjesu čini se da je reakcija naprijed vjerojatnija, a obrnuta manje. Suprotno tome, dodavanjem više proizvoda obrnuta reakcija je vjerojatnija. Za egzotermnu reakciju toplina je proizvod; ako u ravnoteži dodate toplinu egzotermnoj reakciji, obrnutu reakciju učinite vjerojatnijom.