活性化エネルギーと反応熱

はじめに

【プロ講師解説】このページでは『活性化エネルギーと反応熱』について解説しています。

活性化エネルギーと反応熱

• 反応物質が反応するために必要なエネルギーを活性化エネルギーという。
• 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を活性化状態という。
• 化学反応の進行に伴って出入りする熱（エネルギー）を反応熱という。

水素とヨウ素の反応

• 水素H₂とヨウ素I₂の反応は、次の化学反応式で表される。

\[ \mathrm{H_{2}+I_{2}→2HI} \]

• 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。次の2STEPで反応の流れを確認する。

STEP

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。

まずは、反応物（H₂・I₂）に外部から活性化エネルギーが加わる。その結果、活性化状態（遷移状態）になる。

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。

STEP

活性化状態からエネルギーを放出し、生成物（HI）ができる。

次に、活性化状態からエネルギーを放出し、生成物（HI）ができる。

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。

活性化エネルギーと反応速度

• 活性化エネルギーと反応速度の関係について解説する。

活性化エネルギーが大きい場合

• 活性化エネルギーは「反応物が活性化状態になるために必要なエネルギー」である。したがって、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。すると当然、反応全体にかかる時間も長くなる。

活性化エネルギーが小さい場合

• 活性化エネルギーが小さい場合、「反応物が活性化状態になるまでにかかる時間が短い」ので、反応全体にかかる時間も短くなる。