Pretože ide o formu energie, zohráva teplo v chemických reakciách niekoľko dôležitých úloh. V niektorých prípadoch je na začiatok potrebné reakcie; napríklad požiar v tábore vyžaduje na začiatok zápalku a podpálenie. Reakcie spotrebúvajú teplo alebo ho produkujú v závislosti od použitých chemikálií. Teplo tiež určuje rýchlosť, akou reakcie prebiehajú a či prebiehajú vpred alebo vzad.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Všeobecne povedané, teplo pomôže urýchliť chemickú reakciu alebo riadiť chemickú reakciu, ktorá by inak nemohla nastať.
Endotermické a exotermické reakcie
Mnoho známych chemických reakcií, ako je spaľovanie uhlia, hrdzavenie a explodovanie strelného prachu, vydáva teplo; chemici tieto reakcie nazývajú exotermické. Pretože reakcie uvoľňujú teplo, zvyšujú teplotu okolia. Ďalšie reakcie, ako je napríklad kombinácia dusíka a kyslíka za vzniku oxidu dusnatého, sa zahrejú, čím sa zníži teplota okolia. Keď odvádzajú teplo zo svojho prostredia, sú tieto reakcie endotermické. Mnoho reakcií spotrebováva aj produkuje teplo, ale ak je čistým výsledkom vydávanie tepla, je exotermická; inak je endotermický.
Teplo a molekulárna kinetická energia
Tepelná energia sa prejavuje ako náhodné trhacie pohyby molekúl v hmote; ako sa teplota látky zvyšuje, jej molekuly vibrujú a odrážajú sa s väčšou energiou a pri vyšších rýchlostiach. Pri určitých teplotách vibrácie prekonávajú sily, vďaka ktorým sa molekuly navzájom lepia, čo spôsobuje, že sa tuhé látky topia v kvapaliny a kvapaliny sa varia v plyny. Plyny reagujú na teplo zvýšením tlaku, keď molekuly narážajú o svoju nádobu väčšou silou.
Arrheniova rovnica
Matematický vzorec nazývaný Arrheniova rovnica spája rýchlosť chemickej reakcie s jej teplotou. Pri absolútnej nule, teoretickej teplote, ktorú nemožno dosiahnuť v laboratórnom prostredí v reálnom živote, teplo úplne chýba a chemické reakcie neexistujú. Pri zvyšovaní teploty prebiehajú reakcie. Všeobecne platí, že vyššie teploty znamenajú rýchlejšie reakčné rýchlosti; ako sa molekuly pohybujú rýchlejšie, je pravdepodobnejšie, že molekuly reaktantov budú interagovať a vytvárať produkty.
Le Chatelier’s Princip and Heat
Niektoré chemické reakcie sú reverzibilné: Reaktanty sa spoja, aby vytvorili produkty a produkty sa znova usporiadajú do reaktantov. Jeden smer uvoľňuje teplo a druhý ho spotrebúva. Keď môže dôjsť k reakcii s rovnakou pravdepodobnosťou v obidvoch prípadoch, chemici tvrdia, že je v rovnováhe. Le Chatelierov princíp hovorí, že pri reakciách v rovnováhe je po pridaní ďalších reaktantov do zmesi pravdepodobnejšia dopredná reakcia a menej reverzná reakcia. Naopak, pridanie ďalších produktov zvyšuje pravdepodobnosť reverznej reakcie. Pre exotermickú reakciu je teplo produktom; ak k exotermickej reakcii v rovnováhe pridáte teplo, zvyšuje sa pravdepodobnosť reverznej reakcie.
