Thermodynamik vs. Kinetik
Sowohl Thermodynamik als auch Kinetik sind wissenschaftliche Prinzipien, die ihre Wurzeln in den physikalischen Wissenschaften haben und so viele Fortschritte im wissenschaftlichen Bereich hervorgebracht haben, wobei ihre Anwendungen in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik zu finden sind. Die beiden Begriffe gehen in den Chemiewissenschaften buchstäblich Hand in Hand und sind sehr eng miteinander verwandt.
Mehr über Thermodynamik
Der Name „Thermodynamik“selbst deutet auf die Bedeutung des Begriffs hin, der als „Thermo“in Bezug auf Temperatur und „Dynamik“in Bezug auf Veränderung bezeichnet werden kann. Daher kann man es sich lockerer als Änderungen vorstellen, die aufgrund der Temperatur auftreten. Diese Veränderungen können physikalischer und/oder chemischer Natur sein. Die chemisch ablaufenden Veränderungen werden als „chemische Reaktionen“bezeichnet, und daraus entstand die chemische Thermodynamik.
Allgemeiner kann Thermodynamik als ein Prinzip beschrieben werden, das sich auf Körper/Zustände und Prozesse bezieht. Normalerweise handelt es sich bei den beteiligten Prozessen um Energieübertragungen, die in zwei verschiedene Gruppen unterteilt werden können; d.h. Wärme und Arbeit. Wenn sich ein Energiezustand in einen anderen ändert, sagen wir, dass die Arbeit getan ist. Energie ist im Grunde die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Ändert sich die Energie eines Systems durch den Temperaturunterschied, spricht man von einem Wärmefluss.
Daher befasst sich die Thermodynamik hauptsächlich mit Energetik und gibt keinerlei Erklärung über die Häufigkeit des Auftretens dieser Änderungen. Diese Unterscheidung der an Zuständen/Körpern und Prozessen beteiligten Raten und Energetik ist im Bereich der chemischen Wissenschaften sehr klar, wo sich die Thermodynamik nur mit der Energetik und der Gleichgewichtslage einer chemischen Reaktion befasst.
Die Gleichgewichtsposition ist dort, wo sowohl die Reaktanten als auch die Produkte vorhanden sind und die Konzentrationen aller beteiligten Spezies im Laufe der Zeit unverändert bleiben, und sie ist spezifisch für eine bestimmte Reaktion, wenn die Reaktion unter Standardbedingungen durchgeführt wird. Die Thermodynamik kann vorhersagen, dass eine Reaktion definitiv stattfinden wird, da die Energie der Produkte geringer ist als die der Reaktanten. In der Praxis benötigt man jedoch möglicherweise das Prinzip der Kinetik, um die Reaktion mit einer nennenswerten Geschwindigkeit ablaufen zu lassen.
Mehr über Kinetik
Kinetik ist häufiger im Bereich der chemischen Wissenschaften involviert. Daher bezieht es sich darauf, wie schnell eine chemische Reaktion ablaufen kann oder wie schnell der chemische Gleichgewichtspunkt erreicht wird. Verschiedene Parameter sind mit der Kontrolle der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen verbunden.
Die beteiligten Moleküle müssen mit ausreichender Energie und in der richtigen Ausrichtung kollidieren. Jede Bedingung, die diese Anforderung erfüllt, erhöht die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion. Es gibt eine Energiebarriere, damit jede chemische Reaktion stattfinden kann. Dies wird als Aktivierungsenergie bezeichnet. Die Energie der Moleküle sollte größer sein als diese Energie, damit die Reaktion stattfinden kann. Eine Erhöhung der Temperatur erhöht die Geschwindigkeit einer Reaktion, indem einem höheren Anteil von Molekülen Energie zugeführt wird, die größer ist als die Aktivierungsenergie. Eine Vergrößerung der Oberfläche ermöglicht mehr Kollisionen und eine Erhöhung der Konzentration erhöht die Anzahl der reagierenden Moleküle, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird. Katalysatoren werden verwendet, um die Aktivierungsenergiebarriere zu senken und dadurch einen einfachen Weg für die Reaktion bereitzustellen.
Thermodynamik vs. Kinetik
