1。分子運動と衝突:
* 温度の上昇、動きの増加: 熱は、分子の運動エネルギーを増加させるエネルギーを提供します。これは、彼らがより速く動き、より頻繁に衝突することを意味します。
* より効果的な衝突: より高い運動エネルギーは、より強力な衝突につながります。反応が発生するためには、分子は既存の結合を破り、新しい結合を形成するのに十分なエネルギーと衝突する必要があります。 エネルギーの増加により、これらの効果的な衝突により可能性が高くなります。
2。活性化エネルギーと反応速度:
* 活性化エネルギー障壁: すべての反応には活性化エネルギー障壁があり、反応が進行するために必要な最小エネルギーが必要です。
* 障壁を克服する熱: 熱は、この障壁を克服するために必要なエネルギーを提供します。より多くの分子には反応するのに十分なエネルギーがあり、反応速度がより速くなります。
3。 Arrhenius方程式:
この方程式は、温度と反応速度の関係を定量化します。
* k =a * exp(-ea/rt)
どこ:
* k 速度定数です(Kが高いKはより速い反応を意味します)
* a 前指数因子です(衝突頻度に関連しています)
* ea 活性化エネルギーです
* r 理想的なガス定数です
* t 絶対温度です(ケルビンで)
方程式は、次のことを示しています
* 高い温度、より高い速度定数: 温度(t)が増加すると、指数項が小さくなり、速度定数が大きくなり(k)、したがって反応速度が高くなります。
* より小さな活性化エネルギー、より高い速度定数: より小さな活性化エネルギー(EA)は、指数項が小さく、より大きな速度定数とより速い反応をもたらすことを意味します。
例:
* 料理: 熱は分子を分解することに関与する化学反応を高速化するため、より高い温度でより速く調理します。
* 爆発: 爆発は、大量の熱が急速に放出されると発生し、燃焼反応の速度を加速します。
* 酵素: 酵素は、活性化エネルギーを低下させることにより反応を加速する生物学的触媒です。 温度は、各酵素の最適な温度で酵素活性に影響します。
要約:
熱により、分子運動が増加し、より効果的な衝突が発生し、より多くの分子が活性化エネルギー障壁を克服できるようにすることにより、反応速度が増加します。この関係は、Arrhenius方程式によって説明されています。