|
'''אנרגיית שפעול''' (נקראת גם '''אנרגיית הפעלה''' או '''אנרגיית אקטיבציה''') היא ה[[אנרגיה]] המינימלית הדרושה להתרחשות [[תגובה כימית]] מסוימת, או כמות האנרגיה ש[[מולקולה]] מסוימת צריכה על מנת להגיב עם מולקולה אחרת. נהוג לסמן את אנרגיית השפעול ב-'''E<sub>a</sub>'''.
== תאוריית ההתנגשות ==
לפי [[תאוריית ההתנגשויות המולקולריות|תאוריית ההתנגשויות]], כדי שמולקולה אחת תוכל להגיב עם מולקולה שנייה צריכים להתקיים שלושה תנאים:
*המולקולות צריכות להתנגש.
*ההתנגשות צריכה לספק די [[אנרגיה]] (לפחות אנרגיית השפעול) על מנת שהתגובה תתרחש.
*המולקולות צריכות להתנגש כך שהתגובה תוכל לצאת לפועל.
ככל ששתי המולקולות קרובות יותר, [[אלקטרון|ענני האלקטרונים]] שלהן יידחו אחד את השני. על מנת להתגבר על [[דחייה חשמלית|דחייה]] זו שתי המולקולות צריכות אנרגיה, שבדרך כלל מתקבלת מהאנרגיה הקינטית שלהן. אם יש מספיק אנרגיה כדי להתגבר על הדחייה, והמולקולות מתקרבות מספיק כדי שתווצר משיכה ביניהן, נוצר [[קשר כימי]] בין המולקולות.
בדרך כלל כאשר הטמפרטורה נמוכה, למולקולות אין מספיק אנרגיה על מנת להגיב. העלאת הטמפרטורה גורמת לעלייה ב[[אנרגיה קינטית|אנרגיה הקינטית]] שלהן, הגורמת לעלייה ב[[קצב התגובה]].
בדרך כלל אנרגיית השפעול מוגדרת ככמות האנרגיה ב[[ג'ול|קילוג'ולים]] הדרושה [[מול|למול]] של המגיב להגיב.
== פירוק קשרים כימיים ==
בתגובות כימיות רבות, בנוסף ליצירת קשרים כימיים חדשים, מפורקים קשרים קודמים. על מנת לפרק קשרים אלה יש להשקיע אנרגיה, האנרגיה הדרושה לפירוק כל הקשרים שיש לפרקם במגיבים שווה לאנרגיית השפעול.
דבר זה ניתן להמחיש על ידי תרשים פשוט. ניקח לדוגמה את התגובה הפשוטה, [[בעירה|שריפת]] [[גלוקוז]]: <math> C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6H_2O + 6CO_2</math>
== נוסחה מתמטית ==
אפשר לחשב את אנרגיית השפעול דרך [[משוואת ארניוס]], שנותנת את הקשר בין קצב התגובה לאנרגיית השפעול:
*<math>E_a = -RT \ln \left( \frac{k}{A} \right)</math>
כאשר A הוא [[קבוע התדירות]], R הוא [[קבוע הגזים]] האוניברסלי, T הוא הטמפרטורה (ביחידות [[קלווין]])
ו K הוא [[קבוע מהירות התגובה]] (A וK שונים לכל תגובה, כמו כן K תלוי גם בטמפרטורה).
== מצב המעבר ==
[[תמונה:Activation energy.svg|שמאל|ממוזער|300px|מצב המעבר הוא האזור בגרף שבו האנרגיה הכי גבוהה. בגרף זה מציג את אנרגיית השפעול עם או בלי נוכחות זרז]]
מצב המעבר הוא המצב בו יש את האנרגיה החופשית הגבוהה ביותר, המצב הזה מתקיים לזמן מועט מאוד.
האנרגיה הדרושה כדי להגיע למצב המעבר היא אנרגיית השפעול. בתגובה כימית רב שלבית יכולות להיות מספר מצבי מעבר. חומרים המורידים את אנרגיית השפעול נקראים '''[[זרז]]ים'''; זרז [[ביולוגיה|ביולוגי]] נקרא '''[[אנזים]]'''. הזרזים משפיעים רק על אנרגיית השפעול ולא על אנרגיית המגיבים או התוצרים. באמצעות הורדת אנרגיית השפעול, דרושה פחות אנרגיה על מנת להפעיל את הריאקציה ולכן הריאקציה מתרחשת בתדירות יותר גבוהה. ישנם זרזים שמורידים את אנרגיית השפעול עד כדי כך שהריאקציה נעשית פי כמה מאות יותר תדירה.
==קישורים חיצוניים==
* דוידסון אונליין - מאגר מדע: [http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/chemistry/%D7%9E%D7%94-%D7%92%D7%95%D7%A8%D7%9D-%D7%9C%D7%AA%D7%92%D7%95%D7%91%D7%95%D7%AA-%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%AA-%D7%9C%D7%94%D7%AA%D7%A8%D7%97%D7%A9 מה גורם לתגובות כימיות להתרחש] סרטון עם הסברים.
* דוידסון אונליין - מאגר מדע: [http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/chemistry/%D7%96%D7%99%D7%A8%D7%95%D7%96-%D7%AA%D7%92%D7%95%D7%91%D7%95%D7%AA-%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%AA זירוז תגובות כימיות] סרטון עם הסברים.
[[קטגוריה:תרמודינמיקה]]
[[קטגוריה:כימיה פיזיקלית]]
[[קטגוריה:קינטיקה כימית]]
[[קטגוריה:זרזים]]
[[en:Activation energy]]
[[af:Aktiveringsenergie]]
[[ar:طاقة التنشيط]]
[[bs:Energija aktivacije]]
[[ca:Energia d'activació]]
[[da:Aktiveringsenergi]]
[[de:Aktivierungsenergie]]
[[es:Energía de activación]]
[[et:Aktivatsioonienergia]]
[[fa:انرژی فعالسازی]]
[[fi:Aktivointienergia]]
[[fr:Énergie d'activation]]
[[gl:Enerxía de activación]]
[[ht:Enèji aktivasyon]]
[[hu:Aktiválási energia]]
[[id:Energi aktivasi]]
[[it:Energia di attivazione]]
[[ja:活性化エネルギー]]
[[kk:Активтену энергиясы]]
[[ko:활성화 에너지]]
[[lv:Aktivācijas enerģija]]
[[nl:Activeringsenergie]]
[[no:Aktiveringsenergi]]
[[pl:Energia aktywacji]]
[[pt:Energia de ativação]]
[[ru:Энергия активации]]
[[sk:Aktivačná energia]]
[[sl:Aktivacijska energija]]
[[stq:Aktivierengsenergie]]
[[sv:Aktiveringsenergi]]
[[th:พลังงานกระตุ้น]]
| 