Niektóre reakcje chemiczne – takie jak spalanie drewna lub wybuch TNT – uwalniają ciepło do otoczenia. Chemicy nazywają te reakcje egzotermiczne. Podwyższenie temperatury wpływa na reakcję egzotermiczną na dwa różne sposoby: poprzez zmianę szybkości reakcji i poprzez zmianę równowagi między produktami i reagentami na końcu reakcji.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Ogólnie rzecz biorąc, twoja reakcja przyspieszy, ponieważ wyższa temperatura oznacza więcej ciepła i energii w twoim systemie. Jednak w niektórych przypadkach podniesienie temperatury może zmienić równowagę i zapobiec wystąpieniu niektórych reakcji.
Wskaźniki reakcji
Prawie wszystkie reakcje przebiegają szybciej wraz ze wzrostem temperatury – w tym reakcje egzotermiczne. Na przykład reakcja między tlenem w powietrzu a chemikaliami w czubku zapałki jest tak powolna w temperaturze pokojowej, że wydaje się, że nic się nie dzieje. Kiedy jednak czubek zapałki rozgrzejesz uderzając nią o listwę uderzeniową na pudełku, temperatura wzrasta, a wraz z nią szybkość reakcji, aż zapali się gorącym płomieniem. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej podniesiesz temperaturę reakcji egzotermicznej, tym szybciej będzie ona przebiegać.
równowaga
Większość reakcji chemicznych może przebiegać w obie strony, co oznacza, że mogą przebiegać do przodu i przekształcać reagenty w produkty lub przebiegać wstecz i przekształcać produkty w reagenty. W miarę postępu reakcji reagenty stopniowo się wyczerpują, podczas gdy produkty zaczynają się gromadzić, więc reakcja postępowa spowalnia, podczas gdy reakcja odwrotna przyspiesza. Ostatecznie szybkości reakcji w przód i w tył są takie same, więc chociaż reakcja nadal zachodzi, ilości produktów i reagentów nie zmieniają się. Ten stan ustalony nazywa się równowagą.
Zasada Le Chateliera
Stosunek reagentów do produktów w równowadze zależy od konkretnej reakcji chemicznej. Dla czegoś takiego jak ogień, na przykład, niewiele reagentów pozostaje w równowadze, podczas gdy dla coś w rodzaju reakcji między azotem a wodorem w celu wytworzenia amoniaku, wiele reagentów można pozostawić w równowaga. Zasada Le Chateliera zasadniczo mówi, że wszystkie układy chemiczne chcą osiągnąć i pozostać w równowadze. Jeśli dodasz produkty reakcji do układu chemicznego w równowadze, możesz oczekiwać, że pewna ilość produktu zostanie przekształcona w substraty, podczas gdy jeśli dodasz substraty, pewna ilość substratów zostanie przekształcona w produkty, tak aby równowaga była utrzymany.
Ciepło i równowaga
W przypadku reakcji egzotermicznej ciepło jest zasadniczo produktem reakcji. Zgodnie z zasadą Le Chatelier, jeśli podnosisz temperaturę, zwiększasz ilość produktów, a więc przesuwasz równowagę w równowadze z powrotem w kierunku substratów, co oznacza, że w punkcie pozostanie więcej substratów równowaga. Im wyższa temperatura, tym bardziej równowaga przesuwa się z powrotem w kierunku reagentów. Znanym przykładem jest reakcja między wodorem i azotem, w wyniku której powstaje amoniak. Reakcja jest tak powolna w temperaturze pokojowej, że nic się nie dzieje. Jeśli jednak zwiększysz temperaturę, aby przyspieszyć reakcję, równowaga w równowadze przesuwa się z powrotem w stronę reagentów i powstaje bardzo mało amoniaku.