aktivaatioenergian

Aktivaatioenergia ( usein merkitty Ea) on kemiallisen reaktion esteen korkeus: pienin energia, jonka reagoivien aineiden on saavutettava, jotta reaktio etenee tietyn reittipolun kautta. Se määritellään yleisesti lähtöaineiden ja reaktiopotentiaalin välillä siirtymätilan energiaksi, jonka yli kunnon reaktio etenee kohti tuotteita. Aktivaatioenergia kuvaa siis energiaerää, jonka ylittäminen mahdollistaa reaktioasemien muodostumisen.

Risteyskohtana aktivaatioenergia vaikuttaa reaktionopeuteen. Lämpötilan noustessa suurin osa reaktioista etenee nopeammin, ja suurempi Ea vastaa hitaampaa reaktiota tietyllä lämpötilalla. Arrheniuksen laki kuvastaa tätä suhteellisesti: k = A exp(-Ea/RT), jossa k on nopeusvakio, T lämpötila, R kaasun yleiskaasuvakio ja A vanhenemateriaalinen valmisteluvaki. Ea voidaan määrittää mittaamalla nopeusvakion muutokset eri lämpötiloissa ja piirtämällä ln k vastaan 1/T; kaltevuus on -Ea/R. Näennäinen aktivaatioenergia voi vaihdella, jos reaktio on monivaiheinen tai etenee useamman kuin yhden reaktiopolun kautta.

Katalyytit ja fotokemialliset prosessit voivat vaikuttaa Ea: katalyytti tarjoaa vaihtoehtoisen, matalamman siirtymätilan ja näin ollen pienentää aktivaatioenergiaa. Transition state -teorian mukaan reaktionopeus riippuu myös muutoksesta vapaan energian siirtymätilan tilankäytön kautta, eikä Ea yksin määrittele reaktiota.

Aktivaatioenergia on keskeinen käsite kemian kinetiikassa, materiaalitutkimuksessa ja prosessisuunnittelussa, sillä se yhdistää energiarakenteet, lämpötilan ja reaktiokyvyn käytännön sovelluksissa.