Paisagem de Energia de Ativação

A Paisagem de Energia de Ativação transforma o diagrama de coordenada de reação 2D do livro didático em uma passagem de montanha de energia potencial dinâmica em 3D. Esferas reagentes no vale esquerdo extraem energias cinéticas térmicas escalonadas pela Temperatura e tentam escalar a sela do estado de transição (complexo ativado) para o vale do produto à direita. Moléculas com energia cinética abaixo da energia de ativação efetiva (Ea) retornam ao vale dos reagentes, enquanto moléculas energéticas superam o pico e se tornam douradas como produtos. Os alunos podem arrastar o pico roxo brilhante do estado de transição verticalmente, variar ΔH de fortemente exotérmica (-60 kJ/mol) a endotérmica (+60 kJ/mol), ou engajar o bloco de catalisador de Platina verde para reduzir a barreira em quase metade e observar a taxa de reação disparar.

• Arraste o pico roxo do Estado de Transição para cima para aumentar a Ea não catalisada para 110 kJ/mol e observe como a maioria das esferas reagentes azuis rolam de volta sem reagir.
• Clique no bloco de Catalisador verde (ou alterne o caminho do Catalisador) e observe a passagem da montanha cair enquanto a curva de referência vermelha permanece na altura original não catalisada.
• Aumente o controle deslizante de Temperatura de 260 K para 580 K e observe como a porcentagem de colisões bem-sucedidas cresce exponencialmente de acordo com a equação de Arrhenius.
• Deslize a Entalpia ΔH de -45 kJ/mol (Exotérmica, vale de produto baixo) para +45 kJ/mol (Endotérmica, vale de produto alto) e verifique se o catalisador altera a Ea sem alterar o ΔH.
• Pressione Lançar Onda de Reagentes para enviar uma rajada de moléculas em colisão de alta energia através do estado de transição.

1. 1Defina energia de ativação (Ea) e estado de transição (complexo ativado) em um diagrama de coordenada de reação de energia potencial.
2. 2Explique como o aumento da temperatura eleva a taxa de reação ao aumentar a fração de colisões com energia maior ou igual a Ea.
3. 3Descreva como um catalisador aumenta as taxas de reação direta e inversa ao fornecer um caminho alternativo com menor energia de ativação.
4. 4Distingua entre perfis de energia potencial exotérmicos (ΔH negativo) e endotérmicos (ΔH positivo) e explique por que um catalisador não altera o ΔH.

Perguntas frequentes dos professores