aktiveringsenergierne

Aktiveringsenergierne (E_a) er den energi, der kræves for at reagenterne kan nå overgangstilstanden og dermed gå videre til produkter. Ideen beskriver en energi-barriere langs reaktionskoordinaten, som skal overkommes for at bryde og danne bindinger i reaktantmorsk.

Ifølge Arrhenius-ligningen beskriver aktiveringsenergien, hvor stor del af en reaktions hastighed konstanten k må forklare ved temperatur T: k = A exp(-E_a/(R T). Her er A den forenklede frekvensfaktor, R er gaskonstanten, og E_a måles i enheden kilojoule per mol (kJ/mol). En højere E_a betyder normalt en langsommere reaktion ved en given temperatur, fordi færre molekyler når eller overstiger barrieren.

Måling af E_a sker typisk ved at bestemme reaktionshastighedskonstanter ved forskellige temperaturer og fremstille en Arrhenius-plot af ln(k) versus 1/T. Slopet giver -E_a/R. Transition stillingsteori giver yderligere indsigt gennem entalpi og entropi for aktiveringskæften, hvor k = (k_B T/h) exp(-ΔG‡/RT) og ΔG‡ = ΔH‡ - TΔS‡. Heraf ses, at E_a ofte er tæt på ΔH‡ for moderate temperaturer, men forskellene kan være vigtige i komplekse mekanismer.

Catalysatorer sænker E_a for den hastighedsbegrænsende step, hvilket gør reaktionen hurtigere ved lavere temperaturer. I multi-stegsreaktioner er den observerede (tilsyneladende) aktiveringsenergi påvirket af mekanismen og den dominerende step. Aktiveringsenergierne er derfor grundlæggende for forståelsen af reaktionshastigheder og katalyse.