Alcune reazioni chimiche - come la combustione del legno o l'esplosione del TNT - liberano il calore dall'ambiente circostante. I chimici chiamano queste reazioni esotermiche. L'aumento della temperatura influisce su una reazione esotermica in due modi diversi: modificando la velocità della reazione e cambiando l'equilibrio tra prodotti e reagenti alla fine della reazione.

TL; DR (Too Long; Didn ' t Leggi)

In generale, la tua reazione accelererà perché una temperatura più alta significa più calore ed energia nel tuo sistema. Tuttavia, in alcuni casi, l'innalzamento della temperatura potrebbe spostare l'equilibrio e impedire che si verifichi qualche reazione.

Reaction Rates

Quasi tutte le reazioni vanno più velocemente all'aumentare della temperatura - incluse le reazioni esotermiche. La reazione tra l'ossigeno nell'aria e le sostanze chimiche nella punta di una partita, ad esempio, è così lenta a temperatura ambiente che nulla sembra accadere. Quando si riscalda la punta dell'incontro colpendo la striscia di percussione sulla scatola, tuttavia, la temperatura aumenta e con essa la velocità della reazione fino a quando non brucia con una fiamma calda. In generale, più aumenti la temperatura di una reazione esotermica, più velocemente andrà.

Equilibrium

La maggior parte delle reazioni chimiche può andare in entrambe le direzioni, nel senso che possono andare avanti e convertire i reagenti in prodotti o eseguire al contrario e convertire i prodotti in reagenti. Mentre la reazione procede, i reagenti si esauriscono gradualmente mentre i prodotti iniziano ad accumularsi, quindi la reazione in avanti rallenta mentre la reazione inversa accelera. Alla fine le velocità delle reazioni diretta e inversa sono le stesse, quindi anche se la reazione continua a verificarsi, le quantità di prodotti e reagenti non cambiano. Questo stato stazionario è chiamato equilibrio.

Principio di Le Chatelier

Il rapporto tra reagenti e prodotti all'equilibrio dipende dalla specifica reazione chimica. Per qualcosa come il fuoco, per esempio, un po 'se nessuno dei reagenti è lasciato all'equilibrio, mentre per qualcosa come la reazione tra azoto e idrogeno per produrre ammoniaca, molti reagenti possono essere lasciati all'equilibrio. Il principio di Le Chatelier fondamentalmente dice che tutti i sistemi chimici vogliono arrivare e rimanere in equilibrio. Se si aggiungono i prodotti di reazione a un sistema chimico all'equilibrio, ci si può aspettare che una certa quantità di prodotto venga convertita in reagenti, mentre se si aggiungono reagenti, una certa quantità di reagenti sarà convertita in prodotti per mantenere l'equilibrio.

Calore ed equilibrio

Per una reazione esotermica, il calore è essenzialmente un prodotto della reazione. In linea con il principio di Le Chatelier, se si aumenta la temperatura si aumenta la quantità di prodotti, e quindi si sposta l'equilibrio all'equilibrio verso i reagenti, il che significa che ci saranno più reagenti rimasti all'equilibrio. Maggiore è la temperatura, più il saldo all'equilibrio si sposta indietro verso i reagenti. Un famoso esempio è la reazione tra idrogeno e azoto per produrre ammoniaca. La reazione è così lenta a temperatura ambiente che non succede nulla. Se si aumenta la temperatura per accelerare la reazione, tuttavia, l'equilibrio all'equilibrio torna indietro verso i reagenti e viene prodotta pochissima ammoniaca.