Termodinamika proti kinetiki
Tako termodinamika kot kinetika sta znanstvena načela, ki izvirajo iz fizikalnih znanosti in so prinesla toliko napredka na znanstvenem področju, s svojimi aplikacijami na številnih področjih znanosti in tehnike. Oba pojma gresta dobesedno z roko v roki v kemijskih znanostih in sta zelo tesno povezana.
Več o termodinamiki
Samo ime 'termodinamika' nakazuje pomen izraza, ki ga lahko imenujemo 'termo' v zvezi s temperaturo in 'dinamika' v zvezi s spremembo. Zato ga lahko bolj ohlapno razumemo kot spremembe, ki nastanejo zaradi temperature. Te spremembe so lahko fizične in/ali kemične narave. Spremembe, do katerih pride kemijsko, imenujemo "kemične reakcije", kar je povzročilo kemijsko termodinamiko.
Na splošno lahko termodinamiko opišemo kot princip, povezan s telesi/stanji in procesi. Običajno so vpleteni procesi prenosi energije, ki jih lahko razdelimo v dve različni skupini; to je toplota in delo. Če se eno energetsko stanje spremeni v drugo, pravimo, da je delo opravljeno. Energija je v bistvu zmožnost opravljanja dela. Če se energija sistema spremeni zaradi razlike v temperaturi, pravimo, da je prišlo do toka toplote.
Zato se termodinamika ukvarja predvsem z energetiko in ne daje nikakršne razlage o hitrosti pojavljanja teh sprememb. To razlikovanje hitrosti in energije, vključenih v stanja/telesa in procese, je zelo jasno na področju kemijskih znanosti, kjer se termodinamika ukvarja samo z energijo in položajem ravnovesja kemične reakcije.
Položaj ravnovesja je tam, kjer so prisotni tako reaktanti kot produkti in koncentracije vseh vključenih vrst ostanejo brez sprememb skozi čas, in je specifično za določeno reakcijo, ko se reakcija izvaja pod standardnimi pogoji. Termodinamika lahko napove, da bo do reakcije zagotovo prišlo, ker je energija produktov manjša od energije reaktantov. Vendar pa je v praksi morda potrebno načelo kinetike, da se reakcija izvede z občutno hitrostjo.
Več o kinetiki
Kinetika se pogosteje ukvarja s področjem kemijskih ved. Zato se nanaša na to, kako hitro lahko pride do kemične reakcije ali kako hitro je dosežena točka kemičnega ravnovesja. Z nadzorom hitrosti kemijskih reakcij so povezani različni parametri.
Vpletene molekule morajo trčiti z zadostno energijo in v pravilni orientaciji. Vsak pogoj, ki izpolnjuje to zahtevo, poveča hitrost kemične reakcije. Za potek kakršne koli kemične reakcije obstaja energetska ovira. To je znano kot aktivacijska energija. Za potek reakcije mora biti energija molekul večja od te energije. Zvišanje temperature poveča hitrost reakcije z dovajanjem energije, ki je večja od aktivacijske energije, večjemu deležu molekul. Povečanje površine omogoča več trkov, povečanje koncentracije pa poveča število reagirajočih molekul in s tem poveča hitrost reakcije. Katalizatorji se uporabljajo za znižanje aktivacijske energijske pregrade in s tem zagotovijo enostavno pot do reakcije.
Termodinamika proti kinetiki
