طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة التي يجب توافره لكسر الروابط بين الذرات المواد المتفاعلة، كي تتفاعل وتكون مواد ناتجة، لحدوث تفاعل كيميائي وتكوين مواد ناتجة التصادم بين دقائق المواد المتفاعلة شيء أساسي.
نص نظرية التصادم
تنص نظرية التصادم على أن: لحدوث تفاعل كيميائي فلا بد أن يحدث تصادم بين الجزيئات المتفاعلة، بحيث تمتلك الجزيئات المتصادمة الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لحدوث تصادم فعال.
وتشمل فروض نظرية التصادم ما يلي:
- سرعة التفاعل الكيميائي تتناسب طردياً مع عدد التصادمات الحاصلة بين دقائق المواد المتفاعلة في وحدة الزمن.
- حدوث التصادم بين دقائق المواد المتفاعلة شرط أساسي ومهم لحدوث أي تفاعل كيميائي.
- أن يكون التصادم بين دقائق المواد المتفاعلة تصادم فعّال، ويُعّرف التصادم الفعّال هو التصادم الذي يؤدي إلى تكوين نواتج.
شروط نظرية التصادم
- التصادم في الاتجاه المناسب، أي أن يكون التصادم في الاتجاه الذي يؤدي إلى تكوين نواتج.
- الدقائق المتفاعلة عند تصادمها يجب أن تمتلك الحد الأدنى من الطاقة تكون كافيه لكسر الروابط بين ذرتها، وتكوين روابط جديدة تؤدي إلى تكوين النواتج، ويدعى الحد الأدنى من الطاقة طاقة تنشيط.
علاقة طاقة التنشيط في تغير المحتوى الحراري
تقسم التفاعلات حسب التغير في المحتوى الحراري إلى قسمين هما:
تفاعل الماص للحرارة
هو التفاعل الذي يحتاج إلى طاقة حتى يتم التفاعل، يمكن تعريف التغير في المحتوى الحراري هو الفرق بين المحتوى الحراري للمواد الناتجة والمحتوى الحراري للمواد المتفاعلة، يمكن التعبير عنه رياضياً:
التغير في المحتوى الحراري= H للنواتج -H للمتفاعلات، ويوجد قانون آخر للتغير في المحتوى الحراري، يُعبر عنه: التغير في المحتوى الحراري= طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي – طاقة التنشيط للتفاعل العكسي.
وإذا كانت إشارة التغير في المحتوى الحراري موجبة، إذن التفاعل ماص للطاقة، بينما إذا كانت إشارة التغير في المحتوى الحراري سالبة، يكون التفاعل طارد للطاقة، ويُعبر عن التغير في المحتوى الحراري أيضاً بحرارة التفاعل.
التفاعل الطارد للطاقة
التفاعل الطارد للطاقة هو التفاعل الذي يرافقه انبعاث طاقة خلال التفاعل الكيميائي، ويمكن تعريف طاقة وضع المواد المتفاعلة هي الطاقة التي تختزن في المواد المتفاعلة، ويمكن أن نُعرف طاقة وضع المواد الناتجة هي الطاقة المختزنة في المواد الناتجة، وكذلك طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي هو الفرق في طاقة المعقد النشط الذي هو عبارة عن بناء غير مستقر بين المواد المتفاعلة والناتجة له أعلى طاقة وضع وطاقة وضع المواد المتفاعلة.
حيث إن العوامل المساعدة تقلل من طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي وطاقة التنشيط للتفاعل العكسي، وتقلل أيضاً من طاقة وضع المعقد النشط، وتقلل من زمن ظهور النواتج، كما أن العوامل المساعدة لا تؤثر على طاقة وضع المواد المتفاعلة وطاقة وضع المواد الناتجة، ولا تؤثر على التغير في المحتوى الحراري.
