Що відбувається з екзотермічною реакцією, якщо температура підвищується?

Деякі хімічні реакції, такі як спалювання деревини або вибух тротилу, виділяють тепло навколишнього середовища. Хіміки називають ці екзотермічні реакції. Підвищення температури впливає на екзотермічну реакцію двома різними способами: зміною швидкості реакції та шляхом зміни балансу між продуктами та реагентами в кінці реакції.

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

Взагалі кажучи, ваша реакція прискориться, оскільки вища температура означає більше тепла та енергії у вашій системі. Однак у деяких випадках підвищення температури може зрушити рівновагу та запобігти деякій вашій реакції.

Майже всі реакції йдуть швидше із підвищенням температури - включаючи екзотермічні реакції. Наприклад, реакція між киснем у повітрі та хімічними речовинами на кінчику сірника настільки повільна при кімнатній температурі, що, здається, нічого не відбувається. Коли ви нагріваєте кінчик сірника, ударяючи його об ударну смужку на коробці, температура, а разом із нею і швидкість реакції, збільшуються, поки вона не згорить гарячим полум'ям. Загалом, чим більше ви підвищуєте температуру екзотермічної реакції, тим швидше вона пройде.

Більшість хімічних реакцій можуть проходити в обидві сторони, тобто вони можуть рухатися вперед і перетворювати реактиви у продукти або йти в зворотному напрямку і перетворювати продукти в реактиви. У міру протікання реакції реагенти поступово виснажуються, поки продукти починають накопичуватися, тому пряма реакція сповільнюється, а зворотна реакція прискорюється. Зрештою швидкості прямої та зворотної реакцій однакові, тому, хоча реакція продовжує відбуватися, кількість продуктів та реагентів не змінюється. Цей стійкий стан називається рівновагою.

Співвідношення реагентів до продуктів у рівновазі залежить від конкретної хімічної реакції. Наприклад, для чогось на зразок вогню мало, якщо якийсь із реагентів залишається в рівновазі, тоді як для щось на зразок реакції між азотом та воднем з утворенням аміаку, може залишитися багато реагентів рівновагу. Принцип Ле Шательє в основному говорить про те, що всі хімічні системи хочуть досягти рівноваги та залишатися в ній. Якщо додати продукти реакції до хімічної системи в рівновазі, можна очікувати, що деяка кількість продукту перетвориться у реагенти, тоді як якщо ви додасте реагенти, деяка кількість реагентів перетвориться на продукти, щоб рівновага підтримується.

Для екзотермічної реакції тепло по суті є продуктом реакції. Відповідно до принципу Ле Шательє, якщо ви підвищуєте температуру, ви збільшуєте кількість продуктів, і таким чином ви зміщуєте рівновагу в сторону реагентів, тобто залишається більше реагентів рівновагу. Чим вище температура, тим далі рівновага рівноваги зміщується назад до реагентів. Відомий приклад - реакція водню та азоту з утворенням аміаку. Реакція настільки повільна при кімнатній температурі, що нічого не відбувається. Однак якщо ви підвищуєте температуру, щоб пришвидшити реакцію, рівновага в рівновазі повертається до реагентів, і аміаку утворюється дуже мало.