ההבדל העיקרי בין אנרגיית ההפעלה לאנרגיית הסף הוא שאנרגיית ההפעלה מתארת את הפרש האנרגיה הפוטנציאלית בין המגיבים לקומפלקס המופעל ואילו אנרגיית הסף מתארת את האנרגיה הנדרשת על ידי מגיבים כדי להתנגש זה בזה בהצלחה כדי ליצור את מתחם מופעל.
אנרגיה היא היכולת לעשות עבודה. אם יש מספיק אנרגיה נוכל להשתמש באנרגיה הזו כדי לעשות עבודה כלשהי שאנו רוצים; בכימיה, עבודה זו יכולה להיות תגובה כימית או תגובה גרעינית. אנרגיית הפעלה ואנרגיית סף הם שני מונחים שבהם אנו משתמשים בכימיה כדי להגדיר שתי צורות שונות של אנרגיה.
מהי אנרגיית הפעלה?
אנרגיית הפעלה היא סוג של אנרגיה שאנו צריכים כדי להפעיל תגובה כימית או גרעינית או כל תגובה אחרת. רוב הפעמים, אנו מודדים את צורת האנרגיה הזו ביחידת קילוג'אול למול (kJ/mol). צורת אנרגיה זו היא מחסום האנרגיה הפוטנציאלי שמונע מתגובה כימית להתקדם. משמעות הדבר היא שהיא מונעת מהמגיבים להפוך למוצרים. יתרה מכך, על מנת לקדם תגובה כימית במערכת תרמודינמית, המערכת צריכה להגיע לטמפרטורה גבוהה המספיקה כדי לספק למגיבים אנרגיה שהיא שווה או גדולה ממחסום אנרגיית ההפעלה.
איור 01: שיעור תגובה בהיעדר ונוכחות של זרז
אם המערכת מקבלת מספיק אנרגיה, אז קצב התגובה עולה. עם זאת, במקרים מסוימים, קצב התגובה יורד כאשר אנו מעלים את הטמפרטורה. זה נובע מאנרגיית ההפעלה השלילית. אנו יכולים לחשב את קצב התגובה ואת אנרגיית ההפעלה באמצעות משוואת Arrhenius. זה כדלקמן:
K=Ae-Ea/(RT)
כאשר k הוא מקדם קצב התגובה, A הוא גורם התדירות לתגובה, R הוא קבוע הגז האוניברסלי ו-T הוא הטמפרטורה המוחלטת. ואז Ea היא אנרגיית ההפעלה.
בנוסף לזה, זרזים הם חומרים שיכולים להוריד את מחסום אנרגיית ההפעלה לתגובה. היא עושה זאת על ידי שינוי מצב המעבר של התגובה. יתרה מכך, התגובה אינה צורכת את הזרז בזמן התקדמות התגובה.
מהי אנרגיית סף?
אנרגיית הסף היא האנרגיה המינימלית שצריכה להיות לזוג חלקיקים כדי לעבור התנגשות מוצלחת.מונח זה שימושי מאוד בפיזיקה של חלקיקים ולא בכימיה. כאן, אנו מדברים על האנרגיה הקינטית של חלקיקים. התנגשות זו של חלקיקים יוצרת את הקומפלקס המופעל (ביניים) של תגובה. לכן, אנרגיית הסף שווה לסכום האנרגיה הקינטית ואנרגיית ההפעלה. לפיכך, צורת אנרגיה זו תמיד שווה או גדולה מאנרגיית ההפעלה.
מה ההבדל בין אנרגיית הפעלה לאנרגיית סף?
אנרגיית הפעלה היא סוג של אנרגיה שאנו צריכים כדי להפעיל תגובה כימית או גרעינית או כל תגובה אחרת. הוא מתאר את הפרש האנרגיה הפוטנציאלית בין המגיבים לקומפלקס המופעל. יתר על כן, ערכו תמיד שווה או נמוך מאנרגיית הסף של אותה מערכת תרמודינמית. אנרגיית הסף, לעומת זאת, היא האנרגיה המינימלית שחייבים להיות לזוג חלקיקים כדי לעבור התנגשות מוצלחת. הוא מתאר את האנרגיה הנדרשת על ידי מגיבים כדי להתנגש זה בזה בהצלחה כדי ליצור את הקומפלקס המופעל.בנוסף לכך, ערכה של אנרגיה זו תמיד שווה או גדול מאנרגיית ההפעלה של אותה מערכת תרמודינמית. האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדל בין אנרגיית הפעלה ואנרגיה סף בצורה טבלאית.
סיכום – אנרגיית הפעלה לעומת אנרגיית סף
אנו יכולים להגדיר גם אנרגיית סף וגם אנרגיית הפעלה עבור מערכת תרמודינמית. ההבדל העיקרי בין אנרגיית ההפעלה לאנרגיית הסף הוא שאנרגיית ההפעלה מתארת את הפרש האנרגיה הפוטנציאלית בין המגיבים לקומפלקס המופעל ואילו אנרגיית הסף מתארת את האנרגיה הנדרשת על ידי מגיבים כדי להתנגש זה בזה בהצלחה כדי ליצור את הקומפלקס המופעל.
