Ker je toplota oblika energije, ima v kemijskih reakcijah več pomembnih vlog. V nekaterih primerih za začetek reakcij potrebujemo toploto; na primer taborni ogenj zahteva vžigalico in prižiganje, da se začne. Reakcije porabijo toploto ali jo proizvedejo, odvisno od vpletenih kemikalij. Tudi toplota določa hitrost, s katero se reakcije pojavijo, in ali tečejo naprej ali nazaj.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Na splošno bo toplota pomagala pospešiti kemično reakcijo ali spodbudila kemično reakcijo, ki se sicer ne bi mogla zgoditi.
Endotermne in eksotermne reakcije
Številne znane kemične reakcije, kot so izgorevanje premoga, rjavenje in eksplozija smodnika, oddajajo toploto; kemiki te reakcije imenujejo eksotermne. Ker reakcije sproščajo toploto, zvišujejo temperaturo okolice. Druge reakcije, kot je kombiniranje dušika in kisika, da nastane dušikov oksid, prevzamejo toploto in zmanjšajo temperaturo okolice. Ko odvajajo toploto iz okolja, so te reakcije endotermne. Številne reakcije porabijo in proizvedejo toploto, če pa naj bi neto rezultat oddajal toploto, je reakcija eksotermna; sicer je endotermna.
Toplotna in molekularna kinetična energija
Toplotna energija se kaže kot naključna premikajoča se gibanja molekul v snovi; ko temperatura snovi narašča, njene molekule vibrirajo in odbijajo z več energije in s hitrejšimi hitrostmi. Pri določenih temperaturah vibracije premagajo sile, zaradi katerih se molekule držijo ena druge, zaradi česar se trdne snovi stopijo v tekočine, tekočine pa zavrejo v pline. Plini se na toploto odzovejo z zvišanjem tlaka, ko molekule trčijo ob posodo z večjo silo.
Arrheniusova enačba
Matematična formula, imenovana Arrheniusova enačba, povezuje hitrost kemijske reakcije z njeno temperaturo. Pri absolutni ničli, teoretični temperaturi, ki je ni mogoče doseči v resničnem laboratorijskem okolju, toplota popolnoma ni in kemične reakcije ne obstajajo. Ko se temperatura zvišuje, pride do reakcij. Na splošno višje temperature pomenijo hitrejše reakcijske hitrosti; ker se molekule hitreje gibljejo, je verjetneje, da molekule reaktantov medsebojno vplivajo in tvorijo produkte.
Le Chatelierjev princip in vročina
Nekatere kemijske reakcije so reverzibilne: reaktanti se združijo in tvorijo izdelke, proizvodi pa se prerazporedijo v reaktante. Ena smer sprošča toploto, druga pa jo porablja. Kadar se reakcija lahko zgodi z enako verjetnostjo, kemiki pravijo, da je v ravnovesju. Le Chatelierjevo načelo navaja, da je za ravnotežne reakcije dodajanje več reaktantov v mešanico bolj verjetno, da je reakcija naprej in manj obratna. Nasprotno pa z dodatkom več izdelkov postane verjetnejša povratna reakcija. Za eksotermno reakcijo je toplota produkt; če eksotermični reakciji v ravnovesju dodate toploto, je verjetnejša obratna reakcija.