Termodinamika pret kinētiku
Gan termodinamika, gan kinētika ir zinātniski principi, kas sakņojas fizikālajās zinātnēs un ir devuši tik daudz sasniegumu zinātnes jomā, pielietojot tos daudzās zinātnes un inženierzinātņu jomās. Šie divi termini ķīmijas zinātnēs burtiski iet roku rokā un ir ļoti cieši saistīti.
Vairāk par termodinamiku
Pats nosaukums “termodinamika” norāda uz termina nozīmi, ko var saukt par “termo” saistībā ar temperatūru un “dinamiku”, kas attiecas uz izmaiņām. Līdz ar to brīvāk to var uzskatīt par izmaiņām, kas rodas temperatūras dēļ. Šīs izmaiņas var būt fiziskas un/vai ķīmiskas. Izmaiņas, kas notiek ķīmiski, tiek sauktas par “ķīmiskām reakcijām”, un tas izraisīja ķīmisko termodinamiku.
Vispārīgākā atsaucē termodinamiku var raksturot kā principu, kas saistīts ar ķermeņiem/stāvokļiem un procesiem. Parasti iesaistītie procesi ir enerģijas pārnešana, ko var iedalīt divās atsevišķās grupās; i., siltums un darbs. Ja viens enerģijas stāvoklis mainās uz citu, mēs sakām, ka darbs ir padarīts. Enerģija būtībā ir spēja veikt darbu. Ja temperatūras starpības rezultātā mainās sistēmas enerģija, mēs sakām, ka ir notikusi siltuma plūsma.
Tādēļ termodinamika galvenokārt ir saistīta ar enerģētiku un nesniedz nekādu skaidrojumu par šo izmaiņu rašanās ātrumu. Šī stāvokļos/ķermeņos un procesos iesaistīto ātrumu un enerģētikas atšķirība ir ļoti skaidra ķīmijas zinātņu jomā, kur termodinamika attiecas tikai uz ķīmiskās reakcijas enerģētiku un līdzsvara stāvokli.
Līdzsvara pozīcija ir vieta, kur atrodas gan reaģenti, gan produkti, un visu iesaistīto sugu koncentrācijas laika gaitā nemainās, un tas ir specifisks konkrētai reakcijai, kad reakcija notiek standarta apstākļos. Termodinamika var paredzēt, ka reakcija noteikti notiks, jo produktu enerģija ir mazāka nekā reaģentiem. Tomēr praksē var būt nepieciešams kinētikas princips, lai reakcija notiktu ar ievērojamu ātrumu.
Vairāk par kinētiku
Kinetika biežāk iesaistās ķīmijas zinātņu jomā. Tādējādi tas attiecas uz to, cik ātri var notikt ķīmiskā reakcija vai cik ātri tiek sasniegts ķīmiskā līdzsvara punkts. Ar ķīmisko reakciju ātruma kontroli ir saistīti dažādi parametri.
Iesaistītajām molekulām jāsaduras ar pietiekamu enerģiju un pareizā orientācijā. Jebkurš nosacījums, kas atbilst šai prasībai, palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu. Jebkurai ķīmiskai reakcijai ir enerģijas barjera. To sauc par aktivizācijas enerģiju. Lai reakcija notiktu, molekulu enerģijai jābūt lielākai par šo enerģiju. Temperatūras paaugstināšana palielina reakcijas ātrumu, piegādājot enerģiju, kas ir lielāka par aktivācijas enerģiju, lielākai molekulu daļai. Palielinot virsmas laukumu, rodas vairāk sadursmju, un palielinot koncentrāciju, palielinās reaģējošo molekulu skaits, tādējādi palielinot reakcijas ātrumu. Katalizatorus izmanto, lai pazeminātu aktivācijas enerģijas barjeru un tādējādi nodrošinātu vieglu ceļu reakcijai.
Termodinamika pret kinētiku
