Noen kjemiske reaksjoner - som å brenne tre eller eksplodere TNT - frigjør varme til omgivelsene. Kjemikere kaller disse eksoterme reaksjonene. Å øke temperaturen påvirker en eksoterm reaksjon på to forskjellige måter: ved å endre hastigheten av reaksjonen og ved å endre balansen mellom produkter og reaktanter ved slutten av reaksjonen.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Generelt sett vil reaksjonen din øke fordi en høyere temperatur betyr mer varme og energi i systemet ditt. Imidlertid kan det i noen tilfeller øke temperaturen å forandre likevekten og forhindre at noe av reaksjonen oppstår.
Reaksjonshastigheter
Nesten alle reaksjoner går raskere når temperaturen øker - inkludert eksoterme reaksjoner. Reaksjonen mellom oksygen i luften og kjemikaliene i tuppen av en fyrstikk er for eksempel så treg ved romtemperatur at ingenting ser ut til å skje. Når du varmer opp kampspissen ved å slå den mot spissen på boksen, øker imidlertid temperaturen og dermed reaksjonshastigheten til den brenner med varm flamme. Generelt, jo mer du øker temperaturen til en eksoterm reaksjon, desto raskere vil den gå.
Likevekt
De fleste kjemiske reaksjoner kan gå begge veier, noe som betyr at de kan løpe fremover og konvertere reaktanter til produkter eller kjøre i revers og konvertere produkter til reaktanter. Når reaksjonen går fremover, tømmes reaktantene gradvis mens produktene begynner å akkumulere, slik at den fremover reaksjonen bremser mens omvendt reaksjon øker. Til slutt er hastighetene for fremover og omvendte reaksjoner de samme, så selv om reaksjonen fortsetter å skje, endres ikke mengdene av produkter og reaktanter. Denne jevne tilstanden kalles en likevekt.
Le Chateliers prinsipp
Forholdet mellom reaktanter og produkter i likevekt avhenger av den spesifikke kjemiske reaksjonen. For noe som brann, for eksempel, er lite om noe av reaktanten igjen i likevekt, mens for noe som reaksjonen mellom nitrogen og hydrogen for å lage ammoniakk, kan mange reaktanter være igjen likevekt. Le Chateliers prinsipp sier i utgangspunktet at alle kjemiske systemer ønsker å komme til og holde seg i likevekt. Hvis du legger til reaksjonsprodukter i et kjemisk system i likevekt, kan du forvente at en viss mengde produkt blir konvertert til reaktanter, mens hvis du tilfører reaktanter, vil en mengde reaktanter omdannes til produkter slik at likevekt er vedlikeholdt.
Varme og likevekt
For en eksoterm reaksjon er varme hovedsakelig et produkt av reaksjonen. I tråd med Le Chateliers prinsipp øker du mengden produkter hvis du øker temperaturen, og slik at du flytter balansen i likevekt tilbake mot reaktanter, noe som betyr at det vil være flere reaktanter igjen likevekt. Jo høyere temperaturen går, jo lenger skifter balansen ved likevekt tilbake mot reaktanter. Et kjent eksempel er reaksjonen mellom hydrogen og nitrogen for å lage ammoniakk. Reaksjonen er så treg ved romtemperatur at ingenting skjer. Hvis du øker temperaturen for å få raskere reaksjonen, skifter balansen i likevekt tilbake mot reaktanter, og det produseres veldig lite ammoniakk.