ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ರೂಪಾಂತರ ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಸಾರಿಗೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ , Ea ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿವರ್ತನಾ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ, ಸಕ್ರಿಯ ಅಥವಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಹೊಂದಿದೆ. ಬಹುತೇಕ ಯಾವಾಗಲೂ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗಿಂತ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳು) ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಧನಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸದೆ ಈ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ( ಎಂಡರ್ಗೋನಿಕ್ ಅಥವಾಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ) ಅಥವಾ ಅದನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ( ಎಕ್ಸರ್ಗೋನಿಕ್ ಅಥವಾ ಎಕ್ಸೋಥರ್ಮಿಕ್ ).
ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯು Ea ಗಾಗಿ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ರೂಪವಾಗಿದೆ. Ea ಘಟಕಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಘಟಕಗಳೆಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಮೋಲ್‌ಗೆ ಕಿಲೋಜೌಲ್‌ಗಳು (kJ/mol) ಮತ್ತು ಕಿಲೋಕ್ಯಾಲರಿಗಳು ಪ್ರತಿ ಮೋಲ್ (kcal/mol).
ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಇಎ ಸಮೀಕರಣ
ಸ್ವಾಂಟೆ ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸ್ವೀಡಿಷ್ ವಿಜ್ಞಾನಿಯಾಗಿದ್ದು, ಅವರು 1889 ರಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು, ಅವರ ಹೆಸರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರದ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ವೇಗವನ್ನು ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಈ ಸಂಬಂಧವು ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ, K ಎಂಬುದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರದ ಗುಣಾಂಕವಾಗಿದೆ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರ), A ಎಂಬುದು ಅಣುಗಳು ಎಷ್ಟು ಬಾರಿ ಘರ್ಷಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು e ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಅಂದಾಜು 2.718 ಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ). ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, Ea ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು R ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಪ್ರತಿ ಮೋಲ್‌ಗೆ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿ ಘಟಕಗಳು). ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಟಿ ಕೆಲ್ವಿನ್ ಡಿಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೀಗಾಗಿ, ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು k= Ae^(-Ea/RT) ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅನೇಕ ಸಮೀಕರಣಗಳಂತೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಅದನ್ನು ಮರುಹೊಂದಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (Ea) ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು A ಯ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯವಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ತಾಪಮಾನದ ಕ್ರಿಯೆಯಂತೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರದ ಗುಣಾಂಕಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಇದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು.
Ea ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಹತ್ವ
ಎಲ್ಲಾ ಅಣುಗಳು ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು. ಅಣುಗಳು ಘರ್ಷಿಸಿದಾಗ, ಅವುಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಬಂಧಗಳನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನಾಶಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಣುಗಳು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಚಲಿಸಿದರೆ, ಅಂದರೆ, ಕಡಿಮೆ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಅವು ಇತರ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಘರ್ಷಣೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ಪರಿಣಾಮಗಳು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ಅಣುಗಳು ತಪ್ಪು ಅಥವಾ ಅನುಚಿತ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದೊಂದಿಗೆ ಘರ್ಷಿಸಿದರೆ ಅದೇ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಣುಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಯಶಸ್ವಿ ಘರ್ಷಣೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಘರ್ಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಕನಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಘರ್ಷಣೆಯ ನಂತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಎಕ್ಸೋಥರ್ಮಿಕ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಹ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ನಾವು ಮೊದಲೇ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ ಕನಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪದಾರ್ಥಗಳ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯ ಜ್ಞಾನವು ನಮ್ಮ ಪರಿಸರವನ್ನು ಕಾಳಜಿ ವಹಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅಣುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಾವು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪುಸ್ತಕದ ಮೇಲೆ ಮೇಣದಬತ್ತಿಯನ್ನು ಇರಿಸಿದರೆ ಬೆಂಕಿ ಹೊತ್ತಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ (ಅದರ ಜ್ವಾಲೆಯು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ), ಮೇಣದಬತ್ತಿಯ ಜ್ವಾಲೆಯು ಪುಸ್ತಕದ ಕಾಗದಕ್ಕೆ ಹರಡದಂತೆ ಎಚ್ಚರಿಕೆ ವಹಿಸುತ್ತೇವೆ.
ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ
ವೇಗವರ್ಧಕವು ಅದೇ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸುವ ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕಾರ್ಯವು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು , ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಣಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಎರಡು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು:
- ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವಂತೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ಕಣಗಳನ್ನು ಓರಿಯಂಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಚಲನೆಯ ವೇಗವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ.
- ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಮಧ್ಯಂತರ ವಸ್ತುವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದು.
ಪ್ಲಾಟಿನಂ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ಕೆಲವು ಲೋಹಗಳು ಕೆಲವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ನಮ್ಮದೇ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಜೈವಿಕ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು (ಬಯೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್‌ಗಳು) ಕಿಣ್ವಗಳಿವೆ. ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಮಧ್ಯಂತರ ವಸ್ತುವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ “ಸಕ್ರಿಯ ಸಂಕೀರ್ಣ” ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ .
ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉದಾಹರಣೆ
ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಹೇಗೆ ಮುಂದುವರಿಯಬಹುದು ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಕೆಳಗಿನವು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಎ ಮತ್ತು ಬಿ ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್‌ಗಳು, ಸಿ ವೇಗವರ್ಧಕ, ಮತ್ತು ಡಿ ಎ ಮತ್ತು ಬಿ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ.
ಮೊದಲ ಹಂತ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 1): A+C → AC
ಎರಡನೇ ಹಂತ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 2): B+AC → ACB
ಮೂರನೇ ಹಂತ (ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 3): ACB → C+D
ಎಸಿಬಿ ಎಂದರೆ ಕೆಮಿಕಲ್ ಇಂಟರ್ ಮೀಡಿಯೇಟ್. ವೇಗವರ್ಧಕ (C) ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 1 ರಲ್ಲಿ ಸೇವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ಇದು ನಂತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ 3 ರಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕದೊಂದಿಗಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ: A+B+C → D+C
ಇದರಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗದೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳದೆಯೇ, ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ: A+B → D
ಈ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕವು ನಾವು “ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾರ್ಗ” ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಒದಗಿಸಿದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕವು ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಈ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ.
ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣ ಮತ್ತು ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣ
ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ದರವು ಹೇಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಎರಡು ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವು ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರಗಳ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, 1935 ರಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣವಿದೆ; ಅವನ ಸಮೀಕರಣವು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಮೀಕರಣವು ಹೀಗಿದೆ:
k= ( kB T /h) exp(-ΔG ‡ /RT).
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರದ ನಡುವಿನ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ವಿದ್ಯಮಾನಶಾಸ್ತ್ರೀಯವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಹಂತಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಅರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣವು ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಮಂದಗೊಳಿಸಿದ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ (ಯಾವುದೇ ಪ್ರಸ್ತುತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರದ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ) ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ). ಘರ್ಷಣೆ ಮಾದರಿ). ಅಂತೆಯೇ, ಆರ್ಹೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ದರವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅವಲೋಕನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಬದಲಾಗಿ ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣವು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮಾದರಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ನಿರ್ಮಾಣವಾಗಿದೆ.
ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ತತ್ವಗಳು:
- ಸಂಕ್ರಮಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ತಡೆಗೋಡೆಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್‌ಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯ ನಡುವೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನವಿದೆ.
- ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ
ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದರವನ್ನು ಐರಿಂಗ್ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆಯಾದರೂ, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಬದಲು ಈ ಸಮೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ , ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ (ΔG ‡ ) ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಘರ್ಷಣೆಯ ಅಣುಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು (ಅಂದರೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಹೊಂದಿರುವ) ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ, ಸಕ್ರಿಯ ಸಂಕೀರ್ಣದ ಶಕ್ತಿಯುತ ಸ್ಥಿತಿಯು ಧನಾತ್ಮಕ ಮೋಲಾರ್ ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಗಿಬ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೂಲತಃ “ಲಭ್ಯವಿರುವ ಶಕ್ತಿ” ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು, ಇದನ್ನು 1870 ರಲ್ಲಿ ಜೋಸಿಯಾ ವಿಲ್ಲಾರ್ಡ್ ಗಿಬ್ಸ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದನು. ಈ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ .
ಯಾವುದೇ ಕ್ಷಣದಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ತಾಪಮಾನದ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ:
G=H-TS.
H ಎಂಬುದು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, T ಎಂಬುದು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು S ಎಂಬುದು ಎಂಟ್ರೊಪಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುವ ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರೇರಕ ಶಕ್ತಿಗಳಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿದೆ. ಈಗ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಗೆ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಪದಗಳ ಕೊಡುಗೆಗಳ ನಡುವಿನ ಸಮತೋಲನವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ನಡೆಯುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಮೀಕರಣವು ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಪದವು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ : ΔG° = ΔH° – TΔS°.
ಮೂಲಗಳು
- ಬ್ರೈನಾರ್ಡ್, ಜೆ. (2014). ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ. https://www.ck12.org/ ನಲ್ಲಿ
- ಅರ್ಹೆನಿಯನ್ ಕಾನೂನು. (2020) ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಗಳು.
- ಮಿಚೆಲ್, ಎನ್. (2018). ಅಸಿಟೋನೈಟ್ರೈಲ್ ಕೊಸಾಲ್ವೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಂಗಳಲ್ಲಿ ಅಸಿಟಿಕ್ ಅನ್ಹೈಡ್ರೈಡ್ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನದ ಐರಿಂಗ್ ಆಕ್ಟಿವೇಶನ್ ಎನರ್ಜಿ ಅನಾಲಿಸಿಸ್.
