Energi aktivasi adalah jumlah minimum energi diperlukan untuk memulai a reaksi. Ini adalah ketinggian penghalang energi potensial antara minima energi potensial reaktan dan produk. Energi aktivasi dilambangkan dengan ESebuah dan biasanya memiliki satuan kilojoule per mol (kJ / mol) atau kilokalori per mol (kcal / mol). Istilah "energi aktivasi" diperkenalkan oleh ilmuwan Swedia Svante Arrhenius pada tahun 1889. Persamaan Arrhenius menghubungkan energi aktivasi dengan menilai di mana reaksi kimia berlangsung:
k = Ae-Ea / (RT)
di mana k adalah koefisien laju reaksi, A adalah faktor frekuensi untuk reaksi, e adalah bilangan irasional (kira-kira sama dengan 2,718), ESebuah adalah energi aktivasi, R adalah konstanta gas universal, dan T adalah suhu absolut (Kelvin).
Dari persamaan Arrhenius, dapat dilihat bahwa laju reaksi berubah sesuai dengan suhu. Biasanya, ini berarti reaksi kimia berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Namun, ada beberapa kasus "energi aktivasi negatif", di mana laju reaksi menurun dengan suhu.
Mengapa Energi Aktivasi Dibutuhkan?
Jika Anda mencampur dua bahan kimia, hanya sejumlah kecil tabrakan yang secara alami akan terjadi antara molekul reaktan untuk membuat produk. Ini khususnya benar jika molekul-molekul itu memilikinya energi kinetik rendah. Jadi, sebelum sebagian besar reaktan dapat dikonversi menjadi produk, energi bebas sistem harus diatasi. Energi aktivasi memberi reaksi yang dibutuhkan sedikit dorongan ekstra untuk melanjutkan. Bahkan reaksi eksotermik memerlukan energi aktivasi untuk memulai. Misalnya, tumpukan kayu tidak akan mulai terbakar sendiri. Pencocokan yang menyala dapat memberikan energi aktivasi untuk memulai pembakaran. Setelah reaksi kimia dimulai, panas yang dilepaskan oleh reaksi memberikan energi aktivasi untuk mengubah lebih banyak reaktan menjadi produk.
Terkadang reaksi kimia berlangsung tanpa menambahkan energi tambahan. Dalam hal ini, energi aktivasi reaksi biasanya dipasok oleh panas dari suhu sekitar. Panas meningkatkan gerakan molekul reaktan, meningkatkan peluang bertabrakan satu sama lain dan meningkatkan kekuatan tumbukan. Kombinasi itu membuatnya lebih mungkin ikatan antara reaktan akan putus, memungkinkan untuk pembentukan produk.
Katalis dan Energi Aktivasi
Zat yang menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia disebut a katalisator. Pada dasarnya, suatu katalis bertindak dengan memodifikasi keadaan transisi dari suatu reaksi. Katalis tidak dikonsumsi oleh reaksi kimia dan mereka tidak mengubah konstanta kesetimbangan reaksi.
Hubungan Antara Energi Aktivasi dan Energi Gibbs
Energi aktivasi adalah istilah dalam persamaan Arrhenius yang digunakan untuk menghitung energi yang dibutuhkan untuk mengatasi keadaan transisi dari reaktan ke produk. Persamaan Eyring adalah hubungan lain yang menggambarkan laju reaksi, kecuali alih-alih menggunakan energi aktivasi, itu termasuk energi Gibbs dari keadaan transisi. Energi Gibbs dari faktor keadaan transisi baik dalam entalpi maupun entropi dari suatu reaksi. Energi aktivasi dan energi Gibbs saling terkait, tetapi tidak dapat dipertukarkan.