Kadangi tai yra energijos forma, šiluma vaidina daug svarbių vaidmenų cheminėse reakcijose. Kai kuriais atvejais reakcijoms pradėti reikia šilumos; pavyzdžiui, stovyklos gaisrui pradėti reikia degtukų ir uždegimo. Reakcijos sunaudoja arba gamina šilumą, priklausomai nuo dalyvaujančių cheminių medžiagų. Šiluma taip pat lemia reakcijų greitį ir tai, ar jos vyksta pirmyn, ar atgal.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Paprastai kalbant, šiluma padės paspartinti cheminę reakciją arba paskatins cheminę reakciją, kurios kitaip nepavyktų.
Endoterminės ir egzoterminės reakcijos
Daugelis pažįstamų cheminių reakcijų, tokių kaip anglies deginimas, rūdijantis ir sprogstantis parakas, išskiria šilumą; chemikai šias reakcijas vadina egzoterminėmis. Kadangi reakcijos išskiria šilumą, jos padidina aplinkos temperatūrą. Kitos reakcijos, tokios kaip azoto ir deguonies sujungimas, kad susidarytų azoto oksidas, įgauna šilumą ir sumažina aplinkos temperatūrą. Kai jos pašalina šilumą iš savo aplinkos, šios reakcijos yra endoterminės. Daugelis reakcijų sunaudoja ir gamina šilumą, tačiau jei rezultatas yra šilumos atidavimas, reakcija yra egzoterminė; kitaip jis yra endoterminis.
Šiluma ir molekulinė kinetinė energija
Šilumos energija pasireiškia atsitiktiniais molekulių judesiais materijoje; didėjant medžiagos temperatūrai, jos molekulės virpa ir atšoka didesne energija ir didesniu greičiu. Esant tam tikrai temperatūrai, vibracija įveikia jėgas, kurios priverčia molekules prilipti viena prie kitos, todėl kietosios medžiagos tirpsta skysčiuose, o skysčiai virsta dujomis. Dujos reaguoja į šilumą padidėjus slėgiui, kai molekulės didesne jėga susiduria su savo indu.
Arrenijaus lygtis
Matematinė formulė, vadinama Arrenijaus lygtimi, susieja cheminės reakcijos greitį su jo temperatūra. Esant absoliučiai nuliui, teorinei temperatūrai, kurios negalima pasiekti realaus gyvenimo laboratorijoje, šilumos visiškai nėra, o cheminių reakcijų nėra. Didėjant temperatūrai, vyksta reakcijos. Paprastai aukštesnė temperatūra reiškia greitesnį reakcijos greitį; molekulėms judant greičiau, reaguojančios molekulės dažniau sąveikauja, formuodamos produktus.
„Le Chatelier“ principas ir šiluma
Kai kurios cheminės reakcijos yra grįžtamos: reagentai sujungiami, kad susidarytų produktai, o produktai pertvarkytų į reagentus. Viena kryptis išskiria šilumą, o kita ją sunaudoja. Kai reakcija gali įvykti bet kuriuo atveju su vienoda tikimybe, chemikai sako, kad ji yra pusiausvyroje. Le Chatelier principas teigia, kad pusiausvyros reakcijoms pridedant daugiau reagentų į mišinį reakcija į priekį yra labiau tikėtina, o atvirkštinė - mažiau. Ir atvirkščiai, pridėjus daugiau produktų, atvirkštinė reakcija yra labiau tikėtina. Egzoterminei reakcijai šiluma yra produktas; jei pusiausvyroje pridedate šilumos prie egzoterminės reakcijos, labiau tikėtina atvirkštinė reakcija.