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 die Reaktanten benötigen, um erfolgreich miteinander zu kollidieren, um die aktivierter Komplex.
Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Wenn genügend Energie vorhanden ist, können wir diese Energie verwenden, um eine Arbeit zu erledigen, die wir uns wünschen; 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.
Was ist Aktivierungsenergie?
Aktivierungsenergie ist eine Energieform, die wir benötigen, um eine chemische oder nukleare Reaktion oder irgendeine 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. Das heißt, es verhindert, dass sich die Reaktanten in die Produkte umwandeln. Um eine chemische Reaktion in einem thermodynamischen System voranzutreiben, 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 Anwesenheit eines Katalysators
Erhält das System genügend Energie, 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 mit der Arrhenius-Gleichung berechnen. Es ist wie folgt:
K=Ae-Ea/(RT)
Wobei k der Reaktionsgeschwindigkeitskoeffizient ist, A der Frequenzfaktor für die Reaktion ist, R die universelle Gaskonstante und T die absolute Temperatur ist. Dann ist Ea die Aktivierungsenergie.
Darüber hinaus sind Katalysatoren Substanzen, die die Aktivierungsenergiebarriere für eine Reaktion senken können. es tut dies, indem es den Übergangszustand der Reaktion modifiziert. Darüber hinaus verbraucht die Reaktion den Katalysator nicht, während die Reaktion fortschreitet.
Was ist Schwellenenergie?
Die Schwellenenergie ist die Mindestenergie, die ein Teilchenpaar haben muss, um erfolgreich zusammenzustoßen. Dieser Begriff ist eher in der Teilchenphysik als in der Chemie sehr nützlich. Wir sprechen hier von der kinetischen Energie von Teilchen. Diese Kollision von Teilchen bildet den aktivierten Komplex (Zwischenprodukt) einer Reaktion. Daher ist die Schwellenenergie gleich der Summe aus kinetischer Energie und Aktivierungsenergie. Daher ist diese Energieform immer 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 irgendeine andere Reaktion zu aktivieren. Sie beschreibt die potentielle Energiedifferenz zwischen den Reaktanten und dem aktivierten Komplex. Außerdem ist ihr Wert immer entweder gleich oder kleiner als die Schwellenenergie desselben thermodynamischen Systems. Die Schwellenenergie hingegen ist die Mindestenergie, die ein Teilchenpaar haben muss, um erfolgreich zusammenzustoßen. Es beschreibt die Energie, die von Reaktanten benötigt wird, um erfolgreich miteinander zu kollidieren, um den aktivierten Komplex zu bilden. Außerdem ist der Wert dieser Energie immer entweder gleich oder größer als die Aktivierungsenergie desselben thermodynamischen Systems. Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen Aktivierungsenergie und Schwellenenergie in tabellarischer Form.
Zusammenfassung – Aktivierungsenergie vs. Schwellenenergie
Wir können sowohl Schwellenenergie 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 die Reaktanten benötigen, um erfolgreich miteinander zu kollidieren, um den aktivierten Komplex zu bilden.
