Hvilken rolle spiller varme i kemiske reaktioner?

Da det er en form for energi, spiller varme flere vigtige roller i kemiske reaktioner. I nogle tilfælde har reaktioner brug for varme for at begynde; for eksempel kræver en lejrbrand en kamp og fyring for at komme i gang. Reaktioner forbruger varme eller producerer den afhængigt af de involverede kemikalier. Varme bestemmer også hastigheden, hvormed reaktionerne forekommer, og om de fortsætter i en retning frem eller tilbage.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Generelt vil varme hjælpe fremskynde en kemisk reaktion, eller kør en kemisk reaktion, der ellers ikke ville være i stand til at ske.
Endotermiske og eksoterme reaktioner

Mange kendte kemiske reaktioner, såsom forbrænding af kul, rustning og eksploderende kruttesprøjter , afgive varme; kemikere kalder disse reaktioner eksotermisk. Fordi reaktioner frigiver varme, øger de omgivelsestemperaturen. Andre reaktioner, såsom at kombinere nitrogen og ilt til dannelse af nitrogenoxid, tager varme op og reducerer omgivelsestemperaturen. Når de fjerner varme fra deres miljø, er disse reaktioner endotermiske. Mange reaktioner både forbruger og producerer varme, men hvis nettoresultatet er at afgive varme, er reaktionen eksoterm. Ellers er den endotermisk.
Varme og molekylær kinetisk energi

Varmeenergi manifesterer sig som de tilfældige skændende bevægelser af molekyler i stof; når temperaturen på et stof stiger, vibrerer det og spretter med mere energi og ved hurtigere hastigheder. Ved bestemte temperaturer overvinder vibrationer de kræfter, der får molekyler til at klæbe fast ved hinanden, hvilket får faste stoffer til at smelte til væsker og væsker koger ind i gasser. Gasser reagerer på varme med en stigning i tryk, da molekyler kolliderer mod deres beholder med større kraft.
Arrhenius Ligning

En matematisk formel kaldet Arrhenius ligningen forbinder hastigheden af en kemisk reaktion til dens temperatur. Ved absolut nul, en teoretisk temperatur, der ikke kan nås i en virkelighedskrævende laboratorieindstilling, er varmen helt fraværende, og kemiske reaktioner er ikke-eksisterende. Når temperaturen stiger, finder reaktioner sted. Generelt betyder højere temperaturer hurtigere reaktionshastigheder; som molekyler bevæger sig hurtigere, er reaktantmolekyler mere tilbøjelige til at interagere og danne produkter.
Le Chateliers princip og varme.

Nogle kemiske reaktioner er reversible: Reaktanter kombineres for at danne produkter, og produkter omorganiserer sig til reaktanter . Den ene retning frigiver varme, og den anden bruger den. Når en reaktion kan ske begge veje med lige sandsynlighed, siger kemikere, at den er i ligevægt. Le Chateliers princip siger, at for reaktioner i ligevægt, at tilføje flere reaktanter til blandingen gør fremadreaktionen mere sandsynlig og det modsatte mindre. Omvendt tilføjer flere produkter den modsatte reaktion mere sandsynligt. Ved en eksoterm reaktion er varme et produkt; Hvis du tilføjer varme til en eksoterm reaktion i ligevægt, gør du den modsatte reaktion mere sandsynlig.