השפעת הטמפרטורה על אנרגיית ההפעלה

אנרגיית הפעלה הוא כמות האנרגיה הקינטית הנדרשת להפצת תגובה כימית בתנאים ספציפיים בתוך מטריצת תגובה. אנרגיית הפעלה היא מונח גורף המשמש לכימות כל האנרגיה הקינטית שיכולה להגיע ממקורות שונים ובצורות אנרגיה שונות. טמפרטורה היא יחידת מידה לאנרגיית חום, וככזו, הטמפרטורה משפיעה על הסביבה הקינטית הסביבתית ומעל הסביבה של תגובה.

הטמפרטורה כשלעצמה אינה אלא כימות של אנרגיית החום. בהיותו מדד לאנרגיה, הטמפרטורה יכולה לשמש כאחד ממה שיכול להיות כמה מסלולי הזנת אנרגיה המסייעים למטריצת תגובה להגיע לאנרגיית ההפעלה שלה. טמפרטורה גבוהה יותר או נמוכה מעלה ומורידה את דרישות האנרגיה הנוספות כדי להשיג תגובה.

ישנם סוגים שונים של טמפרטורות, כגון קלווין, צלזיוס ופרנהייט. סוגי טמפרטורות אלה אינם אלא סולמות שונים בהם נמדדת אנרגיה תרמית - כל סולם בעל צפיפות קינטית תרמית ליחידה משלו. ככזה, טמפרטורת הפעלת תגובה כימית מתבטאת בדרך כלל בג'ול, כאשר כל ערכי הטמפרטורה התרמית מומרים מאזניים שלהם ליחידות ג'ול.

באופן כללי, אנרגיית ההפעלה של תגובה היא מעל רמות האנרגיה הסביבתיות בכל מטריצת תגובה. ניתן להגיע לרמת אנרגיית הפעלה זו על ידי הוספת צורות חשמל, אור, תרמיות ואנרגיה אחרת. ככל שנדרשת בדרך כלל יותר אנרגיה כדי שתתרחש תגובה, העלאת הטמפרטורה מקרבת תגובה לדרישת אנרגיית ההפעלה שלה. הפחתת חום משמשת בדרך כלל לעיכוב תגובה.

כאשר מתרחשות תגובות כימיות, מקובל להתקיים מנגנונים אקסותרמיים. אלה מייצרים חום ובכך מגבירים את הטמפרטורה וקצב התגובה כתוצאה. השפעה מעריכית זו מעוררת דאגה רבה, מכיוון שקצב התגובה הגובר עלול לגרום ללא צפוי תפוקת אנרגיה ולהוביל לאובדן שליטה בתגובה או נזק לריאגנטים בתוך המטריצה את עצמה.

כמו בכל מנגנוני התגובה הקשורים לכימיה, יש לנקוט בזהירות רבה בעת הפעלת אנרגיה תרמית או הפחתה מתגובה. צמצום מעבר לנקודה מסוימת עלול לגרום לאובדן חומר או אפילו למוצרי תגובה משניים מוגזמים. יתר על כן, טמפרטורה מוגזמת עלולה לגרום גם להתמוטטות תגובה נוספת, אשר עלולה להוביל לתוצרי תגובה לא רצויים ואף לפגיעה אישית אם התגובה מגיעה לנקודת הבזק.