Termodynamika a kinetyka
Zarówno termodynamika, jak i kinetyka są zasadami naukowymi, które wywodzą się z nauk fizycznych i przyniosły tak wiele postępów w dziedzinie nauki, a jej zastosowania obejmują wiele dziedzin nauki i inżynierii. W naukach chemicznych te dwa terminy dosłownie idą ze sobą w parze i są ze sobą bardzo blisko powiązane.
Więcej o termodynamice
Sama nazwa „termodynamika” sugeruje znaczenie terminu, który można nazwać „termo” w odniesieniu do temperatury i „dynamiki” w odniesieniu do zmian. Stąd bardziej luźno można to uważać za zmiany, które zachodzą pod wpływem temperatury. Zmiany te mogą mieć charakter fizyczny i / lub chemiczny. Zmiany zachodzące chemicznie określa się jako „reakcje chemiczne”, co dało początek termodynamice chemicznej.
W bardziej ogólnym ujęciu termodynamikę można opisać jako zasadę odnoszącą się do ciał / stanów i procesów. Zwykle chodzi o przenoszenie energii, które można podzielić na dwie odrębne grupy; czyli ciepło i praca. Jeśli jeden stan energii zmienia się na inny, mówimy, że praca jest wykonana. Energia to w zasadzie zdolność do pracy. Jeśli energia systemu zmienia się w wyniku różnicy temperatur, mówimy, że nastąpił przepływ ciepła.
Dlatego termodynamika zajmuje się głównie energetyką i nie daje żadnego wyjaśnienia na temat szybkości zachodzenia tych zmian. To rozróżnienie między szybkościami i energiami zaangażowanymi w stany / ciała i procesy jest bardzo wyraźne w dziedzinie nauk chemicznych, gdzie termodynamika dotyczy tylko energetyki i pozycji równowagi reakcji chemicznej.
Stan równowagi jest taki, w którym obecne są zarówno reagenty, jak i produkty, a stężenia wszystkich zaangażowanych gatunków pozostają bez zmian w czasie i jest specyficzne dla określonej reakcji, gdy reakcja przebiega w standardowych warunkach. Termodynamika może przewidywać, że reakcja na pewno nastąpi, ponieważ energia produktów jest mniejsza niż energii reagentów. Jednak w praktyce może być potrzebna zasada kinetyki, aby reakcja zachodziła ze znaczną szybkością.
Więcej o Kinetics
Kinetyka częściej zajmuje się naukami chemicznymi. Stąd odnosi się do tego, jak szybko może zajść reakcja chemiczna lub jak szybko osiągany jest punkt równowagi chemicznej. Z kontrolą szybkości reakcji chemicznych związane są różne parametry.
Zaangażowane cząsteczki muszą zderzyć się z wystarczającą energią i we właściwej orientacji. Każdy warunek spełniający ten wymóg zwiększa szybkość reakcji chemicznej. Istnieje bariera energetyczna uniemożliwiająca zajście jakiejkolwiek reakcji chemicznej. Nazywa się to energią aktywacji. Energia cząsteczek powinna być większa niż ta energia, aby zaszła reakcja. Zwiększenie temperatury zwiększa szybkość reakcji, dostarczając energię większej niż energia aktywacji do większej części cząsteczek. Zwiększenie powierzchni umożliwia więcej zderzeń, a zwiększenie stężenia zwiększa liczbę reagujących cząsteczek, zwiększając tym samym szybkość reakcji. Katalizatory służą do obniżania bariery energii aktywacji, a tym samym zapewniają łatwą drogę do zajścia reakcji.
Termodynamika a kinetyka
