Thermodynamica versus kinetiek
Zowel de thermodynamica als de kinetiek zijn wetenschappelijke principes die hun oorsprong vinden in de natuurwetenschappen en die zoveel vooruitgang hebben gebracht in het wetenschappelijke domein, met toepassingen op vele gebieden van wetenschap en techniek. De twee termen gaan letterlijk hand in hand in de chemische wetenschappen en zijn zeer nauw verwant.
Meer over thermodynamica
De naam 'Thermodynamica' zelf suggereert de betekenis van de term die kan worden aangeduid als 'thermo' met betrekking tot temperatuur en 'dynamiek' met betrekking tot verandering. Vandaar dat het losser kan worden beschouwd als veranderingen die optreden als gevolg van temperatuur. Deze veranderingen kunnen fysisch en/of chemisch van aard zijn. De veranderingen die chemisch plaatsvinden, worden 'chemische reacties' genoemd en dit gaf aanleiding tot chemische thermodynamica.
Over een meer algemene referentie kan thermodynamica worden beschreven als een principe dat verband houdt met lichamen/toestanden en processen. Gewoonlijk zijn de betrokken processen energieoverdrachten, die in twee verschillende groepen kunnen worden verdeeld; d.w.z. warmte en werk. Als de ene energietoestand verandert in een andere, zeggen we dat het werk gedaan is. Energie is in feite het vermogen om arbeid te verrichten. Als de energie van een systeem verandert als gevolg van het temperatuurverschil, spreken we van een warmtestroom.
De thermodynamica houdt zich daarom voornamelijk bezig met energetische aspecten en geeft geen enkele verklaring over de snelheid waarmee deze veranderingen optreden. Dit onderscheid van de snelheden en energetica die betrokken zijn bij toestanden/lichamen en processen is heel duidelijk in het domein van de chemische wetenschappen waar de thermodynamica zich alleen bezighoudt met de energetica en de evenwichtspositie van een chemische reactie.
De evenwichtspositie is waar zowel de reactanten als de producten aanwezig zijn en de concentraties van alle betrokken soorten blijven zonder in de loop van de tijd te veranderen, en het is specifiek voor een bepaalde reactie wanneer de reactie wordt uitgevoerd onder standaardomstandigheden. Thermodynamica kan voorspellen dat er zeker een reactie zal plaatsvinden omdat de energie van de producten minder is dan die van de reactanten. In de praktijk kan men echter het principe van kinetiek nodig hebben om de reactie met een aanzienlijke snelheid te laten plaatsvinden.
Meer over Kinetics
Kinetica is vaker betrokken op het gebied van chemische wetenschappen. Vandaar dat het betrekking heeft op hoe snel een chemische reactie kan plaatsvinden of hoe snel het chemische evenwichtspunt wordt bereikt. Verschillende parameters worden geassocieerd met de controle van de snelheden van chemische reacties.
De betrokken moleculen moeten botsen met voldoende energie en in de juiste oriëntatie. Elke voorwaarde die aan deze eis voldoet, verhoogt de snelheid van een chemische reactie. Er is een energiebarrière voor elke chemische reactie. Dit staat bekend als de activeringsenergie. De energie van de moleculen moet groter zijn dan deze energie om de reactie te laten plaatsvinden. Het verhogen van de temperatuur verhoogt de snelheid van een reactie door energie te leveren die groter is dan de activeringsenergie, aan een hogere fractie moleculen. Het vergroten van het oppervlak maakt meer botsingen mogelijk en het verhogen van de concentratie verhoogt het aantal reagerende moleculen, waardoor de reactiesnelheid toeneemt. Katalysatoren worden gebruikt om de activeringsenergiebarrière te verlagen en daardoor een gemakkelijke route te bieden om de reactie te laten plaatsvinden.
Thermodynamica versus kinetiek
