aktiveringsenergier

Aktiveringsenergierne er den energi, der kræves for at en kemisk reaktion kan begynde. Den svarer til energibarrieren, som reactanterne skal overvinde for at nå overgangstilstanden (transition state) langs reaktionsvejen. Aktiveringsenergien måles normalt per mol energi og enheden er kilojoule per mol (kJ/mol).

I kinetik er aktiveringsenergierne en parameter, der bestemmer, hvor hurtigt en reaktion foregår ved en given temperatur. Den er ikke et termodynamisk krav til reaktionen. Ifølge Arrhenius-ligningen, k = A exp(-E_a/(R T)), hvor k er hastighedskonstanten, A er frekvensfaktoren, og R er gaskonstanten. En graf af ln k mod 1/T giver en lige linje med hældningen -E_a/R; fra denne hældning kan E_a bestemmes eksperimentelt.

E_a kan være forskellig for den fremadrettede og den bagudrettede reaktion. For en reaktion skrevet som A → B gælder omtrent E_a,f − E_a,r = ΔH°, hvor ΔH° er entalpiændringen. Dette betyder, at reaktionens varmeudveksling kan påvirke forholdet mellem de to aktiveringsenergier.

Katalyse sænker aktiveringsenergien ved at give en alternativ rute med lavere barrierer. Dette øger hastigheden uden at ændre den samle entalpiændring. Mange biologiske enzymer og industrielt anvendte katalysatorer udøver deres virkning ved at reducere E_a og dermed få reaktionen til at forløbe hurtigere.

Anvendelser og begrænsninger: E_a er særligt relevant ved temperaturafhængige reaktioner og i mekanismer med flere trin, hvor den langsomste (rate-determining) barrier bestemmer hastigheden.