تفاوت کلیدی بین انرژی فعال سازی و انرژی آستانه این است که انرژی فعال سازی تفاوت انرژی پتانسیل بین واکنش دهنده ها و مجتمع فعال شده را توصیف می کند در حالی که انرژی آستانه انرژی مورد نیاز واکنش دهنده ها برای برخورد موفقیت آمیز با یکدیگر را توصیف می کند. مجتمع فعال شده.
انرژی توانایی انجام کار است. اگر انرژی کافی وجود داشته باشد، می توانیم از آن انرژی برای انجام کارهایی که می خواهیم استفاده کنیم. در شیمی، این کار می تواند یک واکنش شیمیایی یا یک واکنش هسته ای باشد. انرژی فعال سازی و انرژی آستانه دو اصطلاحی هستند که در شیمی برای تعریف دو شکل مختلف انرژی استفاده می کنیم.
انرژی فعال سازی چیست؟
انرژی فعال سازی نوعی انرژی است که برای فعال کردن یک واکنش شیمیایی یا هسته ای یا هر واکنش دیگری به آن نیاز داریم. بیشتر اوقات، ما این شکل انرژی را بر حسب واحد کیلوژول در مول (کیلوژول بر مول) اندازه می‌گیریم. این شکل از انرژی سد انرژی بالقوه است که از پیشرفت یک واکنش شیمیایی جلوگیری می کند. این بدان معنی است که از تبدیل واکنش دهنده ها به محصولات جلوگیری می کند. علاوه بر این، به منظور پیشرفت یک واکنش شیمیایی در یک سیستم ترمودینامیکی، سیستم باید به دمای بالایی برسد که برای تامین انرژی واکنش دهنده ها برابر یا بیشتر از سد انرژی فعال سازی کافی باشد.
شکل 01: نرخ واکنش در غیاب و حضور کاتالیزور
اگر سیستم انرژی کافی دریافت کند، سرعت واکنش افزایش می یابد. با این حال، در برخی موارد، با افزایش دما، سرعت واکنش کاهش می‌یابد. این به دلیل انرژی فعال سازی منفی است. ما می توانیم سرعت واکنش و انرژی فعال سازی را با استفاده از معادله آرنیوس محاسبه کنیم. به شرح زیر است:
K=Ae-Ea/(RT)
که k ضریب سرعت واکنش است، A ضریب فرکانس واکنش، R ثابت گاز جهانی و T دمای مطلق است. سپس Ea انرژی فعال‌سازی است.
علاوه بر آن، کاتالیزورها موادی هستند که می توانند سد انرژی فعال شدن یک واکنش را کاهش دهند. این کار را با تغییر حالت گذار واکنش انجام می دهد. علاوه بر این، واکنش در حین پیشرفت واکنش، کاتالیزور را مصرف نمی‌کند.
انرژی آستانه چیست؟
انرژی آستانه حداقل انرژی است که یک جفت ذره باید داشته باشد تا بتواند یک برخورد موفقیت آمیز داشته باشد.این اصطلاح در فیزیک ذرات به جای در شیمی بسیار مفید است. در اینجا، ما در مورد انرژی جنبشی ذرات صحبت می کنیم. این برخورد ذرات، کمپلکس فعال شده (واسطه) یک واکنش را تشکیل می دهد. بنابراین، انرژی آستانه برابر است با مجموع انرژی جنبشی و انرژی فعال سازی. بنابراین، این شکل از انرژی همیشه یا برابر یا بیشتر از انرژی فعال سازی است.
تفاوت بین انرژی فعال سازی و انرژی آستانه چیست؟
انرژی فعال سازی نوعی انرژی است که برای فعال کردن یک واکنش شیمیایی یا هسته ای یا هر واکنش دیگری به آن نیاز داریم. تفاوت انرژی پتانسیل بین واکنش دهنده ها و کمپلکس فعال شده را توصیف می کند. علاوه بر این، مقدار آن همیشه یا برابر یا کمتر از انرژی آستانه همان سیستم ترمودینامیکی است. از طرف دیگر انرژی آستانه حداقل انرژی است که یک جفت ذره باید داشته باشد تا بتواند یک برخورد موفقیت آمیز داشته باشد. این انرژی مورد نیاز واکنش دهنده ها برای برخورد موفقیت آمیز با یکدیگر و تشکیل کمپلکس فعال شده را توصیف می کند.علاوه بر آن، مقدار این انرژی همیشه یا برابر یا بیشتر از انرژی فعال سازی همان سیستم ترمودینامیکی است. اینفوگرافیک زیر تفاوت بین انرژی فعال سازی و انرژی آستانه را به صورت جدولی نشان می دهد.
خلاصه - انرژی فعال سازی در مقابل انرژی آستانه
ما می توانیم انرژی آستانه و انرژی فعال سازی را برای یک سیستم ترمودینامیکی تعریف کنیم. تفاوت اصلی بین انرژی فعال سازی و انرژی آستانه در این است که انرژی فعال سازی تفاوت انرژی پتانسیل بین واکنش دهنده ها و کمپلکس فعال شده را توصیف می کند در حالی که انرژی آستانه انرژی مورد نیاز واکنش دهنده ها برای برخورد موفقیت آمیز با یکدیگر برای تشکیل کمپلکس فعال شده را توصیف می کند.
