Opvarmning af Exoterm Reaktion

Først skal vi lige klarlægge at varmeenergi = fart og bevægelse på molekyle niveau

Molekyler i en væske, i luften eller i fast form står aldrig stille - og gør det kun når vi nærmer os det absolutte nulpunkt. Ellers fiser de rundt uden mål og orden. En reaktion mellem to molekyler sker når de to molekyler tumler ind i hinanden i en vinkel der gør det muligt for dem at hænge sammen. Dette sker måske kun ud af en million. Når temperaturen stiger kommer der mere og mere bevægelse blandt molekylerne og de tumler derfor ind i flere og flere andre molekyler, hvormed der sker flere reaktioner.. Sandsynligheden for succes ved et sammenstød er den samme men der sker måske bare 100 sammenstød hvor der før kun skete et enkelt pr tidsenhed. Du kan prøve at se det ske i dit eget køkken. Hvis du smider en teskefuld kakaeo eller kaffe ned i et glas med vand vil kakaon/kaffen hurtigt lægge sig nede på bunden. Hvis du derimod varmer kakaoen op får du langthurtigere en jævn kop kakao/kaffe... Lader du den uvarmede kop stå længe nok vil den faktisk også fordele sig..

Det du glemmer er at enhver reaktion består af både brydninger og dannelse af bindinger. Det er den totale energi, der dannes kræves, der gør om reaktionen er endo- eller exoterm.

Pga brydninger og dannelse af bindinger, er der en barriere for at reaktionen kan foregå, da de midlertidige produkter, er meget  ustabile. Og jo varmere det er, jo flere molekyler/ioner/atomer har da en energi krævet for at reaktionen sker, og dermed går hurtigere.

Så selvom reaktionen overordnet set er exoterm, øger temperaturen stadig hastigheden af reaktionen. MEN samtidig forskydes ligevægten også i den endoterme retning, så du får mindre udbytte af reaktionen. Det sidste er nok det der er lettest at forholde sig til på partikelniveau, mens det andet kræver lidt mere tanke.

Det der er vigtigt er at skelne mellem ligevægtskonstanten og hastigheden af reaktionen. De går ikke altid i samme retning!

Ja selvfølgelig - havde stirret mig blind på en endoterm bimolykylær reaktion men selvfølgelig skal en exoterm reaktion også forgå  "bimolekylært" og aldrig unomolekylært (dog intermolekylære bindinger = undtagelsen) hvorfor chancen for at to molekyler også møder hinanden er højere ved højere temperaturer også exoterme reaktioner
SKulle lige have tænkt mig lidt bedre om end jeg postede spørgsmålet, undskyld ulejligheden

Det næste interessante er så:

Hvis vi nu har en ligevægtsreaktion ved stuetemperatur som er i ligevægt og vi sætter den ud i den grønlandske polarnat vil vi så kunne få mere energi ud af det. - Sagen er jo at ligevægtsforskydningen sker jo i exoterm retning hvorfor flere bindinger dannes som frigiver energi. Tid har vi nok at så det spiller ingen rolle at reaktionshastigheden sættes ned ved afkølingen

ja, det vil du i princippet kunne.

Til Frodo #2

Tak for svaret

Der findes vel rene exoterme og endoterme reaktioner (forsvindende lille, sikkert) og hvis der ikke gør, kan vi vel så kigge på en hypoetetisk ren exoterm reaktion og lidt mere virkelighednært en ren exoterm  elementarreaktion.  - vi er vel nødt til at kigge på det centrale og så arbejde os op ad og se mere og mere på helheden.

nej. Enhver reaktion har en barriere. Hvis ikke der var en barriere for reaktion, ville den jo bare ske æjeblikkeligt, og stoffet dermed ikke eksistere.

Nøglen til at forstå hvorfor temperatur øger reaktionshastigheden er netop reaktionsbarrieren. (aktiveringsenergien).

I #3 skriver du:

"...men selvfølgelig skal en exoterm reaktion også forgå  "bimolekylært" og aldrig unomolekylært .."

Hvor kommer den påstand fra ?

For jeg kender masser af eksempler på at unimolekylære reaktioner sagtens kan være exotherme.

#6  Frodo du skriver: 

 "...Hvis ikke der var en barriere for reaktion, ville den jo bare ske øjeblikkeligt, og stoffet dermed ikke eksistere."

Dette vil i sagens natur kun gælde hvis det er en unimolekylær reaktion vi taler om. Så vil et stof ikke kunne eksistere. Men der findes bimolekylære reaktioner som praktisk talt ikke har nogen aktiveringsenergi, med andre ord de (A og B) reagerer ved hvert sammenstød.

Det kunne f.eks. F₂(g) + H₂(g)  ---> 2 HF(g)

Når man taler om at en reaktion kører under diffusionskontrol, så betyder det rent faktisk at hvert sammenstød fører til reaktion, og der er ingen aktiveringsbarriere.

Da jeg havde et kursus i Marcus teori i fysisk organisk kemi, blev bl.a dette emne gennemgået ganske grundigt.