Energia di dissociazione del legame ed energia di attivazione

La rottura di un legame covalente è associata allo scambio di energia, delta-H, tra il sistema e l'ambiente circostante.

Quando i legami covalenti si rompono attraverso la scissione omolitica, producono due radicali non carichi, ognuno dei quali porta un elettrone spaiato.

L'energia richiesta per rompere un legame lungo la scissione omolitica è chiamata energia di dissociazione del legame, BDE o D. Il BDE misurato alla pressione di un'atmosfera è indicato con delta-H nullo.

Durante una reazione chimica, i reagenti attraversano uno stato di transizione ad alta energia prima della formazione dei prodotti. Questa barriera di energia tra i reagenti e i prodotti è chiamata energia di attivazione, indicata dai simboli E_a o delta-G doppio pugnale.

L'energia di attivazione è espressa come la differenza tra le energie libere dello stato di transizione e i reagenti. Poiché l'energia dei reagenti è inferiore allo stato di transizione, il valore dell'energia di attivazione è sempre positivo.

Se una collisione tra reagenti non attraversa la barriera dell'energia di attivazione, non reagiranno tra loro per formare prodotti. Il numero di collisioni riuscite dipende dal numero di molecole reagenti con un certo valore di soglia di energia di attivazione.

La dimensione dell'energia di attivazione controlla la velocità di reazione. Un valore elevato porta a una reazione lenta, mentre un valore piccolo porta a una reazione più rapida, poiché un gran numero di molecole reagenti possiede l'energia di soglia necessaria per produrre una reazione.

A volte, un catalizzatore viene utilizzato per abbassare l'energia di attivazione e accelerare la velocità di reazione.

Ad esempio, il lievito viene utilizzato come catalizzatore per la produzione della birra, ottenuto dalla fermentazione degli zuccheri per produrre etanolo. Sebbene il processo sia termodinamicamente favorevole, ha una grande energia di attivazione.

L'aggiunta di lievito alla miscela riduce l'energia di attivazione e il processo avviene a una velocità maggiore, che è economica dal punto di vista industriale.