Vissa kemiska reaktioner - som brinnande trä eller exploderande TNT - släpper ut värme till omgivningen. Kemister kallar dessa exoterma reaktioner. Ökning av temperaturen påverkar en exoterm reaktion på två olika sätt: genom att ändra reaktionshastigheten och genom att ändra balansen mellan produkter och reaktanter vid reaktionens slut.

TL; DR (För länge, Didn ' t Läs)

Generellt sett kommer din reaktion att öka eftersom en högre temperatur betyder mer värme och energi i ditt system. Men i vissa fall kan temperaturökning höja jämvikten och förhindra att någon av din reaktion uppstår.

Reaktionshastigheter

Nästan alla reaktioner går snabbare när temperaturen ökar - exoterma reaktioner ingår. Reaktionen mellan syre i luften och kemikalierna i spetsen av en match är till exempel så långsam vid rumstemperatur att inget verkar hända. När du värmer upp matchens spets genom att slå den mot spännremsan på lådan ökar temperaturen och därmed reaktionshastigheten tills den brinner med en het flamma. I allmänhet ju mer du ökar temperaturen på en exoterm reaktion, desto snabbare går det.

Equilibrium

De flesta kemiska reaktionerna kan gå båda vägarna, vilket betyder att de kan springa framåt och omvandla reaktanter till produkter eller kör i omvända och omvandla produkter till reaktanter. När reaktionen löper framåt torkas reaktanterna gradvis medan produkterna börjar ackumulera, så framåtreaktionen saktar ner medan omvänd reaktion ökar. Så småningom är hastigheterna för framåt och bakre reaktioner desamma, så även om reaktionen fortsätter att inträffa förändras mängderna av produkter och reaktanter inte. Detta stabila tillstånd kallas en jämvikt.

Le Chateliers princip

Förhållandet mellan reaktanter och produkter vid jämvikt beror på den specifika kemiska reaktionen. För något liknande eld, till exempel lite om någon av reaktanten lämnas i jämvikt, medan för något som reaktionen mellan kväve och väte för att göra ammoniak, kan många reaktanter lämnas vid jämvikt. Le Chateliers princip säger i princip att alla kemiska system vill komma till och hålla sig i jämvikt. Om du lägger till reaktionsprodukter i ett kemiskt system vid jämvikt, kan du förvänta dig att en viss mängd produkt kommer att omvandlas till reaktanter, medan om du tillsätter reaktanter, kommer en viss mängd reaktanter att omvandlas till produkter så att jämvikt upprätthålls.

Värme och jämvikt

För en exoterm reaktion är värme väsentligen en produkt av reaktionen. I överensstämmelse med Le Chateliers princip, om du ökar temperaturen ökar du mängden produkter, och så flyttar du balansen vid jämvikt tillbaka mot reaktanter, vilket betyder att det kommer att finnas mer reaktanter kvar vid jämvikt. Ju högre temperaturen går desto mer balanserar balansen vid jämvikt tillbaka mot reaktanter. Ett känt exempel är reaktionen mellan väte och kväve för att göra ammoniak. Reaktionen är så långsam vid rumstemperatur att inget händer. Om du ökar temperaturen för att påskynda reaktionen, ändras balansen vid jämvikt tillbaka mot reaktanter, och mycket liten ammoniak produceras.