Eftersom det är en form av energi spelar värme flera viktiga roller i kemiska reaktioner. I vissa fall behöver reaktioner börja värma; till exempel kräver en lägereld en matchning och tändning för att komma igång. Reaktioner förbrukar värme eller producerar den beroende på vilka kemikalier som är inblandade. Värme bestämmer också hastigheten med vilken reaktioner inträffar och om de går framåt eller bakåt.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Generellt sett kommer värme att påskynda en kemisk reaktion eller driva en kemisk reaktion som annars inte skulle kunna ske.
Endotermiska och exoterma reaktioner
Många kända kemiska reaktioner, som kolförbränning, rostning och exploderande krut, avger värme; kemister kallar dessa reaktioner exoterma. Eftersom reaktioner frigör värme ökar de omgivningstemperaturen. Andra reaktioner, såsom att kombinera kväve och syre för att bilda kväveoxid, tar upp värme och minskar omgivningstemperaturen. När de tar bort värme från sin omgivning är dessa reaktioner endoterma. Många reaktioner både förbrukar och producerar värme, men om nettoresultatet är att avge värme är reaktionen exoterm; annars är det endotermiskt.
Värme och molekylär kinetisk energi
Värmeenergi manifesterar sig som slumpmässiga stötande rörelser av molekyler i materia; när temperaturen på ett ämne ökar vibrerar dess molekyler och studsar med mer energi och i snabbare hastigheter. Vid vissa temperaturer övervinner vibrationerna de krafter som får molekyler att hålla fast vid varandra, vilket får fasta ämnen att smälta till vätskor och vätskor att koka i gaser. Gaser reagerar på värme med ökat tryck när molekyler kolliderar mot sin behållare med större kraft.
Arrhenius ekvation
En matematisk formel som kallas Arrhenius-ekvationen kopplar en kemisk reaktions hastighet till dess temperatur. Vid absolut noll, en teoretisk temperatur som inte kan uppnås i en verklig laboratoriemiljö, är värme helt frånvarande och kemiska reaktioner saknas. När temperaturen ökar sker reaktioner. Generellt betyder högre temperaturer snabbare reaktionshastigheter; när molekyler rör sig snabbare är det mer sannolikt att reaktantmolekyler interagerar och bildar produkter.
Le Chateliers princip och värme
Vissa kemiska reaktioner är reversibla: Reaktanter kombineras för att bilda produkter och produkter ordnas om till reaktanter. En riktning släpper ut värme och den andra förbrukar den. När en reaktion kan ske på något sätt med lika sannolikhet, säger kemister att den är i jämvikt. Le Chateliers princip säger att för reaktioner i jämvikt, att lägga till fler reaktanter till blandningen gör den framåtriktade reaktionen mer sannolikt och det motsatta mindre. Omvänt är det sannolikt att lägga till fler produkter omvänd reaktion. För en exoterm reaktion är värme en produkt; om du tillför värme till en exoterm reaktion i jämvikt, gör du omvänd reaktion mer sannolikt.