NộI Dung
Một số phản ứng hóa học - như đốt củi hoặc nổ TNT - giải phóng nhiệt ra môi trường xung quanh. Các nhà hóa học gọi những phản ứng tỏa nhiệt này.Việc tăng nhiệt độ ảnh hưởng đến phản ứng tỏa nhiệt theo hai cách khác nhau: bằng cách thay đổi tốc độ của phản ứng và bằng cách thay đổi sự cân bằng giữa các sản phẩm và chất phản ứng khi kết thúc phản ứng.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Nói chung, phản ứng của bạn sẽ tăng tốc vì nhiệt độ cao hơn có nghĩa là nhiều nhiệt và năng lượng trong hệ thống của bạn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc tăng nhiệt độ có thể làm thay đổi trạng thái cân bằng và ngăn một số phản ứng của bạn xảy ra.
Tốc độ phản ứng
Gần như tất cả các phản ứng diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ tăng - bao gồm các phản ứng tỏa nhiệt. Ví dụ, phản ứng giữa oxy trong không khí và các hóa chất trong trận đấu, rất chậm ở nhiệt độ phòng mà dường như không có gì xảy ra. Tuy nhiên, khi bạn làm nóng đầu que diêm bằng cách đánh nó vào dải tiền đạo trên hộp, nhiệt độ sẽ tăng lên và cùng với đó là tốc độ phản ứng cho đến khi nó cháy với ngọn lửa nóng. Nói chung, bạn càng tăng nhiệt độ của phản ứng tỏa nhiệt, nó sẽ càng đi nhanh hơn.
Cân bằng
Hầu hết các phản ứng hóa học có thể đi cả hai chiều, có nghĩa là chúng có thể chạy về phía trước và chuyển đổi chất phản ứng thành sản phẩm hoặc chạy ngược lại và chuyển đổi sản phẩm thành chất phản ứng. Khi phản ứng chạy về phía trước, các chất phản ứng sẽ dần cạn kiệt trong khi các sản phẩm bắt đầu tích tụ, do đó phản ứng thuận chậm lại trong khi phản ứng ngược tăng tốc. Cuối cùng, tốc độ của các phản ứng thuận và nghịch là như nhau, vì vậy mặc dù phản ứng tiếp tục xảy ra, lượng sản phẩm và chất phản ứng không thay đổi. Trạng thái ổn định này được gọi là trạng thái cân bằng.
Nguyên tắc Le Chateliers
Tỷ lệ chất phản ứng với các sản phẩm ở trạng thái cân bằng phụ thuộc vào phản ứng hóa học cụ thể. Ví dụ, đối với một thứ như lửa, rất ít nếu có bất kỳ chất phản ứng nào ở trạng thái cân bằng, trong khi đối với thứ gì đó như phản ứng giữa nitơ và hydro để tạo ra amoniac, rất nhiều chất phản ứng có thể bị mất cân bằng. Nguyên tắc của Le Chateliers về cơ bản nói rằng tất cả các hệ thống hóa học đều muốn đến và giữ ở trạng thái cân bằng. Nếu bạn thêm các sản phẩm phản ứng vào hệ thống hóa học ở trạng thái cân bằng, bạn có thể mong đợi rằng một số lượng sản phẩm sẽ được chuyển đổi thành chất phản ứng, trong khi nếu bạn thêm chất phản ứng, một lượng chất phản ứng sẽ được chuyển đổi thành sản phẩm để duy trì trạng thái cân bằng.
Nhiệt và cân bằng
Đối với phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt thực chất là sản phẩm của phản ứng. Theo nguyên tắc Le Chateliers, nếu bạn tăng nhiệt độ, bạn sẽ tăng lượng sản phẩm, và do đó bạn chuyển cân bằng ở trạng thái cân bằng trở lại các chất phản ứng, nghĩa là sẽ có nhiều chất phản ứng còn lại ở trạng thái cân bằng. Nhiệt độ càng cao, sự cân bằng ở trạng thái cân bằng càng dịch chuyển về phía các chất phản ứng. Một ví dụ nổi tiếng là phản ứng giữa hydro và nitơ để tạo ra amoniac. Phản ứng rất chậm ở nhiệt độ phòng mà không có gì xảy ra. Tuy nhiên, nếu bạn tăng nhiệt độ để tăng tốc độ phản ứng, sự cân bằng ở trạng thái cân bằng sẽ dịch ngược về phía chất phản ứng và rất ít amoniac được tạo ra.