რა როლს თამაშობს სითბო ქიმიურ რეაქციებში?

რადგან ეს ენერგიის ფორმაა, სითბო მრავალ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ქიმიურ რეაქციებში. ზოგიერთ შემთხვევაში, რეაქციებს სითბო სჭირდება; მაგალითად, ბანაკის ხანძარი ასანთს და ანთებას მოითხოვს მის დასაწყებად. რეაქციები მოიხმარს სითბოს ან აწარმოებს მას, რაც დამოკიდებულია ქიმიკატებზე. სიცხე ასევე განსაზღვრავს რეაქციების წარმოქმნის სიჩქარეს და მიმდინარეობს ისინი წინა ან საწინააღმდეგო მიმართულებით.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ზოგადად რომ ვთქვათ, სითბო ხელს შეუწყობს ქიმიური რეაქციის დაჩქარებას, ან ქიმიური რეაქციის მართვას, რაც სხვაგვარად ვერ მოხდება.

ბევრი ნაცნობი ქიმიური რეაქცია, როგორიცაა ნახშირის დაწვა, დენთის ჟანგი და აფეთქება, სითბოს გამოყოფს; ქიმიკოსები ამ რეაქციებს ეგზოთერმულს უწოდებენ. იმის გამო, რომ რეაქციები სითბოს ათავისუფლებს, ისინი ზრდის გარემოს ტემპერატურას. სხვა რეაქციები, როგორიცაა აზოტისა და ჟანგბადის შერწყმა აზოტის ოქსიდის წარმოქმნით, მიიღებს სითბოს, ამცირებს გარემოს ტემპერატურას. რადგან ისინი სითბოს შლიან თავიანთ გარემოში, ეს რეაქციები ენდოთერმულია. ბევრი რეაქცია მოიხმარს და წარმოქმნის სითბოს, მაგრამ თუ წმინდა შედეგია სითბოს გამოყოფა, რეაქცია არის ეგზოთერმული; წინააღმდეგ შემთხვევაში, ეს არის ენდოთერმული.

სითბოს ენერგია გამოიხატება, როგორც მატერიაში მოლეკულების შემთხვევითი ჯოსტინგის მოძრაობები; ნივთიერების ტემპერატურის მატებასთან ერთად მისი მოლეკულები ვიბრირებს და ახტება უფრო მეტი ენერგიით და უფრო სწრაფი სიჩქარით. გარკვეულ ტემპერატურაზე ვიბრაციები გადალახავს ძალებს, რის გამოც მოლეკულები ერთმანეთს ეწებება, რის შედეგადაც მყარი ნივთიერებები დნება სითხეებად, სითხეები კი გაზებად იქცევა. გაზები სითბოს რეაგირებენ წნევის მატებით, რადგან მოლეკულები უფრო დიდი ძალით ეჯახებიან მათ კონტეინერს.

მათემატიკური ფორმულა, სახელწოდებით არენიუსის განტოლება, ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს უკავშირებს მის ტემპერატურას. აბსოლუტური ნულის პირობებში, თეორიული ტემპერატურა, რომლის მიღწევა შეუძლებელია რეალურ ლაბორატორიულ პირობებში, სითბო საერთოდ არ არის და ქიმიური რეაქციები არ არსებობს. ტემპერატურის მატებასთან ერთად ხდება რეაქციები. საერთოდ, უფრო მაღალი ტემპერატურა ნიშნავს უფრო სწრაფი რეაქციის სიჩქარეს; როგორც მოლეკულები უფრო სწრაფად მოძრაობენ, რეაქტიული მოლეკულები უფრო მეტად ურთიერთქმედებენ და წარმოქმნიან პროდუქტებს.

ზოგიერთი ქიმიური რეაქცია შექცევადია: რეაქტიული ნივთიერებები აერთიანებს პროდუქტებს და პროდუქტები თავსებადია რეაქციებად. ერთი მიმართულება ათავისუფლებს სითბოს და მეორე მას მოიხმარს. როდესაც რეაქცია შეიძლება მოხდეს ორივე გზით, თანაბარი ალბათობით, ქიმიკოსები ამბობენ, რომ ეს წონასწორობაშია. ლე შატელიეს პრინციპში ნათქვამია, რომ წონასწორობაში რეაქციებისათვის მეტი რეაქტიული ნივთიერებების დამატება ნარევს უფრო სავარაუდოა და უკუგანვითარება. პირიქით, მეტი პროდუქტის დამატება საპირისპირო რეაქციას უფრო სავარაუდო ხდის. ეგზოთერმული რეაქციისთვის სითბო არის პროდუქტი; თუ წონასწორობაში ეგზოთერმული რეაქციას სითბოს დაამატებთ, საპირისპირო რეაქციას უფრო სავარაუდო გახდით.