Енергија активације је минимални износ енергије потребан за иницирање а реакција. То је висина потенцијалне енергетске баријере између минималаца енергије реактаната и производа. Енергија активације је означена са Еа и обично има јединице килоџула по молу (кЈ / мол) или килокалорија по молу (кцал / мол). Израз "енергија активирања" увео је шведски научник Сванте Аррхениус 1889. године. Аррхениусова једначина односи енергију активације на рате код које се одвија хемијска реакција:
к = Ае-Еа / (РТ)
где је к коефицијент брзине реакције, А је фактор фреквенције реакције, е ирационални број (приближно једнак 2.718), Еа је енергија активације, Р је универзална константа гаса, а Т је апсолутна температура (Келвин).
Из Арренијеве једнаџбе се види да се брзина реакције мења у зависности од температуре. Обично то значи да се хемијска реакција одвија брже на вишој температури. Међутим, постоји неколико случајева „негативне енергије активирања“, где се брзина реакције смањује са температуром.
Зашто је потребна енергија активације?
Ако заједно помешате две хемикалије, само мали број судара ће се природно догодити између молекула реактаната како би се направили производи. Ово се нарочито односи на молекуле ниска кинетичка енергија. Дакле, пре него што се значајан део реактаната може претворити у производе, слободна енергија система мора бити превазиђена. Енергија активације даје реакцију која је потребна додатни притисак да бисте се упутили. Чак егзотермне реакције потребна је енергија активације да бисте започели. На пример, хрпа дрва неће почети да гори сама. Осветљена шибица може пружити енергију за активирање за покретање сагоревања. Једном када започне хемијска реакција, топлота која се ослобађа реакцијом пружа енергију активације за претварање више реактаната у производ.
Понекад се хемијска реакција одвија без додавања додатне енергије. У овом случају, енергија активирања реакције обично се даје топлином из температуре околине. Топлина повећава гибање молекула реактаната, побољшавајући њихове изгледе да се сударају један с другим и повећава силу судара. Комбинација чини вероватнијим да ће се везе између реактанта распасти, што омогућава стварање производа.
Катализатори и енергија активације
Супстанца која смањује енергију активације хемијске реакције назива се а катализатор. У основи, катализатор делује модификујући прелазно стање реакције. Хемијска реакција катализатора не троши и не мења равнотежну константу реакције.
Однос између активацијске енергије и Гиббсове енергије
Енергија активације је појам у Аррхениусовој једначини који се користи за израчунавање енергије потребне за превладавање стања преласка из реактаната у производе. Еирингова једначина је други однос који описује брзину реакције, осим што уместо коришћења енергије за активирање укључује Гиббсову енергију прелазног стања. Гиббсова енергија фактора прелазног стања и у енталпији и у ентропији реакције. Енергија активације и Гиббсова енергија су повезане, али нису међусобно заменљиве.