活性化エネルギーと反応熱

Recipes

はじめに

このページでは、活性化エネルギーと反応熱について、グラフや各種用語などを図を用いて一から丁寧に解説していく。大学入試でも頻出の分野なので必ず理解しておくようにしよう。

活性化エネルギー

反応物質が反応するために必要なエネルギー

活性化状態

活性化エネルギーを得て反応途中の段階にある、非常に不安定な状態

反応熱

化学反応の進行に伴って出入りする熱（エネルギー）

Point!

活性化エネルギーと反応熱の違いについてきちんと区別できていない人は多い。ここでは、水素H₂とヨウ素I₂がヨウ化水素HIになる反応を例に説明していくので、必ず理解しておくようにしよう。

水素（H₂）とヨウ素（I₂）の反応は、以下の化学反応式で表される。

\[
H_{2}+I_{2}→2HI
\]

ただし、H₂とI₂を反応させても、いきなり安定なHIができるわけではない。説明していこう。

STEP1	反応物（H₂・I₂）に外部から活性化エネルギーが加わる → 活性化状態（遷移状態）になる
STEP2	活性化状態からエネルギーを放出し、生成物（HI）ができる

Point!

まずは、反応物である水素（H₂）とヨウ素（I₂）に外部エネルギー（活性化エネルギー）が加わり、「活性化状態」となる。

活性化状態は、H₂とI₂が反応してHIになりかけてはいるけれども、エネルギー状態が高く非常に不安定である。

活性化状態から、エネルギーを放出して安定したHIになる。

このとき、「最初のH₂・I₂のエネルギーと、安定したHIのエネルギーの差」を反応熱という。（図の緑の部分だね）

活性化エネルギー(大)→反応速度(小)
活性化エネルギー(小)→反応速度(大)

Point!

活性化エネルギーエネルギーは「反応物が活性化状態になるために必要なエネルギー」だった。従って、これが大きいということは「反応物が活性化状態になるまで時間がかかる」ということになるね。すると当然、反応全体にかかる時間も長くなる。

逆に、活性化エネルギーが小さいと「反応物が活性化状態になるまで時間がかかる時間が短い」ということだから、反応全体にかかる時間も短くなる。