Unterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie

Das Hauptunterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie ist das Aktivierungsenergie beschreibt die potentielle Energiedifferenz zwischen den Reaktanten und dem aktivierten Komplex, während die Schwellenenergie die Energie beschreibt, die von den Reaktanten benötigt wird, um erfolgreich miteinander zu kollidieren, um den aktivierten Komplex zu bilden.

Energie ist die Fähigkeit zur Arbeit. Wenn genügend Energie vorhanden ist, können wir diese Energie für die gewünschte Arbeit verwenden. In der Chemie kann diese Arbeit entweder eine chemische Reaktion oder eine Kernreaktion sein. Aktivierungsenergie und Schwellenenergie sind zwei Begriffe, die wir in der Chemie verwenden, um zwei verschiedene Energieformen zu definieren.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Aktivierungsenergie?
3. Was ist Schwellenergie?
4. Side-by-Side-Vergleich - Aktivierungsenergie vs. Schwellenenergie in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist Aktivierungsenergie??

Aktivierungsenergie ist eine Energieform, die wir benötigen, um eine chemische oder nukleare Reaktion oder eine andere Reaktion zu aktivieren. Meistens messen wir diese Energieform in der Einheit Kilojoule pro Mol (kJ / Mol). Diese Energieform ist die potenzielle Energiebarriere, die das Fortschreiten einer chemischen Reaktion verhindert. Dies bedeutet, dass die Reaktanden nicht in die Produkte übergehen. Um eine chemische Reaktion in einem thermodynamischen System ablaufen zu lassen, sollte das System außerdem eine hohe Temperatur erreichen, die ausreicht, um die Reaktanten mit einer Energie zu versorgen, die entweder gleich oder größer als die Aktivierungsenergiebarriere ist.

Abbildung 01: Reaktionsgeschwindigkeit in Abwesenheit und Gegenwart eines Katalysators

Wenn das System genug Energie bekommt, erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit. In einigen Fällen nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit jedoch ab, wenn wir die Temperatur erhöhen. Dies liegt an der negativen Aktivierungsenergie. Wir können die Reaktionsgeschwindigkeit und die Aktivierungsenergie mithilfe der Arrhenius-Gleichung berechnen. Es ist wie folgt:

K = Ae^{-E_ein/ (RT)}

Woher k ist der Reaktionsgeschwindigkeitskoeffizient, A ist der Frequenzfaktor für die Reaktion, R ist die Universalkonstante und T ist die absolute Temperatur. Dann ist E_ein ist die Aktivierungsenergie.

Katalysatoren sind darüber hinaus Substanzen, die die Aktivierungsenergiebarriere für eine Reaktion senken können. Dies geschieht durch Änderung des Übergangszustands der Reaktion. Darüber hinaus verbraucht die Reaktion den Katalysator während des Fortschreitens der Reaktion nicht.

Was ist Schwellenergie??

Die Schwellenenergie ist die Mindestenergie, die ein Paar von Teilchen haben muss, um eine erfolgreiche Kollision zu durchlaufen. Dieser Begriff ist sehr nützlich in der Teilchenphysik und nicht in der Chemie. Hier sprechen wir über die kinetische Energie von Partikeln. Diese Kollision von Partikeln bildet den aktivierten Komplex (Zwischenprodukt) einer Reaktion. Daher entspricht die Schwellenenergie der Summe aus kinetischer Energie und Aktivierungsenergie. Daher ist diese Energieform entweder gleich oder größer als die Aktivierungsenergie.

Was ist der Unterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie?

Aktivierungsenergie ist eine Energieform, die wir benötigen, um eine chemische oder nukleare Reaktion oder eine andere Reaktion zu aktivieren. Es beschreibt die potentielle Energiedifferenz zwischen den Reaktanden und dem aktivierten Komplex. Darüber hinaus ist sein Wert immer gleich oder niedriger als die Schwellenenergie des gleichen thermodynamischen Systems. Die Schwellenenergie ist dagegen die minimale Energie, die ein Paar von Teilchen haben muss, um eine erfolgreiche Kollision zu durchlaufen. Es beschreibt die Energie, die die Reaktanten benötigen, um erfolgreich miteinander zu kollidieren, um den aktivierten Komplex zu bilden. Darüber hinaus ist der Wert dieser Energie immer gleich oder größer als die Aktivierungsenergie desselben thermodynamischen Systems. Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie in Tabellenform.

Zusammenfassung - Aktivierungsenergie vs. Schwellenenergie

Wir können sowohl Schwellen- als auch Aktivierungsenergie für ein thermodynamisches System definieren. Der Hauptunterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie besteht darin, dass die Aktivierungsenergie die potentielle Energiedifferenz zwischen den Reaktanten und dem aktivierten Komplex beschreibt, während die Schwellenenergie die Energie beschreibt, die von den Reaktanten benötigt wird, um erfolgreich zusammen zu stoßen, um den aktivierten Komplex zu bilden.

Referenz:

1. „Aktivierungsenergie“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. Juli 2018. Hier verfügbar
2. „Schwellenwert-Energie“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 9. August 2018. Hier verfügbar

Bildhöflichkeit:

1. ”Aktivierungsenergie” (Public Domain) über Commons Wikimedia