Omdat het een vorm van energie is, speelt warmte meerdere belangrijke rollen in chemische reacties. In sommige gevallen hebben de reacties warmte nodig om te beginnen; bijvoorbeeld, een kampvuur vereist een lucifer en aanmaakhout om het op gang te krijgen. Reacties verbruiken warmte of produceren deze afhankelijk van de betrokken chemicaliën. Warmte bepaalt ook de snelheid waarmee reacties plaatsvinden en of ze in een voorwaartse of omgekeerde richting gaan.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Over het algemeen zal warmte helpen een chemische reactie versnellen, of een chemische reactie veroorzaken die anders niet zou kunnen optreden.

Endotherme en exotherme reacties

Veel bekende chemische reacties, zoals het verbranden van kolen, roesten en exploderende buskruit, warmte afgeven; chemici noemen deze reacties exotherm. Omdat reacties warmte vrijmaken, verhogen ze de omgevingstemperatuur. Andere reacties, zoals het combineren van stikstof en zuurstof om stikstofmonoxide te vormen, nemen warmte op, waardoor de omgevingstemperatuur wordt verlaagd. Terwijl ze warmte uit hun omgeving verwijderen, zijn deze reacties endotherm. Veel reacties verbruiken en produceren warmte, maar als het nettoresultaat warmte afgeeft, is de reactie exotherm; anders is het endotherm.

Warmte- en moleculair-kinetische energie

Warmte-energie manifesteert zich als willekeurige willekeurige bewegingen van moleculen in materie; naarmate de temperatuur van een stof toeneemt, vibreren haar moleculen en stuiteren ze met meer energie en met hogere snelheden. Bij bepaalde temperaturen overwinnen trillingen de krachten die moleculen aan elkaar laten kleven, waardoor vaste stoffen in vloeistoffen smelten en vloeistoffen in gassen worden gegoten. Gassen reageren op warmte met een toename van de druk als moleculen met hun kracht tegen hun container botsen.

Arrhenius-vergelijking

Een wiskundige formule genaamd de Arrhenius-vergelijking verbindt de snelheid van een chemische reactie met zijn temperatuur . Op het absolute nulpunt, een theoretische temperatuur die niet kan worden bereikt in een realistische laboratoriumomgeving, is de warmte volledig afwezig en bestaan ​​er geen chemische reacties. Naarmate de temperatuur stijgt, vinden er reacties plaats. Over het algemeen betekenen hogere temperaturen snellere reactiesnelheden; naarmate moleculen sneller bewegen, hebben reactiemoleculen meer kans om te interageren en producten te vormen.

Principe en warmte van Le Chatelier

Sommige chemische reacties zijn omkeerbaar: reagentia vormen samen producten en producten herschikken zichzelf in reactanten. De ene richting geeft warmte vrij en de andere verbruikt het. Wanneer een reactie op beide manieren met gelijke waarschijnlijkheid kan gebeuren, zeggen chemici dat het in evenwicht is. Het principe van Le Chatelier stelt dat voor reacties in evenwicht, het toevoegen van meer reactanten aan de mix de voorwaartse reactie waarschijnlijker maakt en het omgekeerde minder. Omgekeerd maakt het toevoegen van meer producten de omgekeerde reactie waarschijnlijker. Voor een exotherme reactie is warmte een product; als je warmte toevoegt aan een exotherme reactie in evenwicht, maak je de omgekeerde reactie waarschijnlijker.