ผลกระทบของอุณหภูมิต่อพลังงานกระตุ้น

พลังงานกระตุ้น คือปริมาณพลังงานจลน์ที่จำเป็นในการเผยแพร่ปฏิกิริยาเคมีภายใต้สภาวะเฉพาะภายในเมทริกซ์ปฏิกิริยา พลังงานกระตุ้นเป็นคำศัพท์ที่ครอบคลุมซึ่งใช้ในการหาปริมาณพลังงานจลน์ทั้งหมดที่อาจมาจากแหล่งต่างๆ และในรูปแบบพลังงานต่างๆ อุณหภูมิเป็นหน่วยวัดสำหรับพลังงานความร้อน และด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิจึงส่งผลต่อสภาพแวดล้อมจลนศาสตร์โดยรอบและที่อยู่เหนือสภาพแวดล้อมของปฏิกิริยา

อุณหภูมิในตัวมันเองไม่มีอะไรมากไปกว่าการหาปริมาณพลังงานความร้อน ด้วยการวัดพลังงาน อุณหภูมิสามารถใช้เป็นเส้นทางป้อนพลังงานได้หลายทาง ซึ่งช่วยให้เมทริกซ์ปฏิกิริยาเข้าถึงพลังงานกระตุ้นได้ อุณหภูมิที่สูงขึ้นหรือต่ำลงจะเพิ่มและลดความต้องการพลังงานเพิ่มเติมเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา

อุณหภูมิมีหลายประเภท เช่น เคลวิน เซลเซียส และฟาเรนไฮต์ ประเภทอุณหภูมิเหล่านี้ไม่มีอะไรมากไปกว่ามาตราส่วนที่แตกต่างกันซึ่งวัดพลังงานความร้อน - แต่ละมาตราส่วนมีความหนาแน่นต่อหน่วยของจลนพลศาสตร์ความร้อน ดังนั้น อุณหภูมิกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีมักจะแสดงเป็นจูล โดยค่าอุณหภูมิความร้อนใดๆ จะถูกแปลงจากสเกลตามลำดับเป็นหน่วยจูล

โดยทั่วไป พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาจะสูงกว่าระดับพลังงานแวดล้อมภายในเมทริกซ์ปฏิกิริยาใดๆ ระดับพลังงานกระตุ้นนี้สามารถเข้าถึงได้โดยการเพิ่มพลังงานไฟฟ้า แสง ความร้อน และรูปแบบอื่นๆ เนื่องจากโดยทั่วไปต้องใช้พลังงานมากขึ้นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้ปฏิกิริยาเข้าใกล้ความต้องการพลังงานกระตุ้นมากขึ้น การลดความร้อนมักจะทำหน้าที่ชะลอปฏิกิริยา

เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี จึงเป็นเรื่องปกติที่กลไกคายความร้อนจะเกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้ผลิตความร้อนและทำให้อุณหภูมิและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเป็นผลสืบเนื่อง ผลกระทบแบบเอกซ์โพเนนเชียลนี้น่ากังวลอย่างยิ่ง เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้คาดเดาไม่ได้ พลังงานที่ส่งออกและนำไปสู่การสูญเสียการควบคุมปฏิกิริยาหรือความเสียหายต่อตัวทำปฏิกิริยาภายในเมทริกซ์ ตัวเอง.

เช่นเดียวกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเคมีทั้งหมด ควรใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อใช้พลังงานความร้อนหรือลดพลังงานจากปฏิกิริยา การลดเกินจุดหนึ่งอาจทำให้สูญเสียวัสดุหรือแม้แต่ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยารองมากเกินไป นอกจากนี้ อุณหภูมิที่มากเกินไปอาจส่งผลให้เกิดการบิดตัวของปฏิกิริยาเพิ่มเติม ซึ่งอาจนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์และแม้กระทั่งการบาดเจ็บส่วนบุคคลหากปฏิกิริยาไปถึงจุดวาบไฟ