Οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν όλη την ώρα. Έξω, οι χημικές αντιδράσεις είναι που τροφοδοτεί τα αυτοκίνητα που ταξιδεύουν κάτω από το δρόμο. Στο εσωτερικό, οι χημικές αντιδράσεις στρέφονται ωμά τρόφιμα σε δείπνο. Οι χημικές αντιδράσεις είναι αυτό που διατηρεί κάθε ζωντανός οργανισμός και λειτουργεί. Δύο ιδιότητες αυτών των αντιδράσεων, κινητική και ισορροπία τους, καθορίζουν σε ένα πολύ πραγματικό τρόπο το τι συμβαίνει στον κόσμο. Σύνολα
Η Ένα σύνολο είναι οποιαδήποτε ομάδα όμοιων σωματιδίων.
Μια θεμελιώδης έννοια σε κάθε χημική αντίδραση είναι αυτή της «σύνολα», ή ομάδες. Η ιδέα αυτή αντιπροσωπεύει το γεγονός ότι οι θεμελιώδεις παίκτες σε μια αντίδραση - άτομα και μόρια - είναι πάρα πολύ μικρό για να δει, και οποιαδήποτε αξιοσημείωτη αντίδραση θα αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό από αυτούς. Οποιαδήποτε παρατηρήσιμη αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης θα είναι το μέσο αποτέλεσμα του τι συμβαίνει στην εν λόγω μεγάλη ομάδα ή σύνολο, των σωματιδίων. Δεν υπάρχει τίποτα μυστήριο για το "σύνολο" έννοια, και αμέτρητα ανάλογα παραδείγματα υπάρχουν σε πιο οικείο κλίμακες. Μια σακούλα ποπ κορν μικροκυμάτων είναι ένα καλό παράδειγμα ενός συνόλου, ή ένα δωμάτιο γεμάτο από ανθρώπους.

Η Κινητική
η ενέργεια ενεργοποίησης μιας αντίδρασης καθορίζει κινητική της.
Η "κινητική" μιας χημικής αντίδρασης αναφέρεται στο πόσο γρήγορα αυτό συμβαίνει. Ρίχνοντας ένα αντιόξινο σε νερό παράγει ένα "γρήγορο" αντίδραση που μπορεί να παρατηρηθεί από το fizzing και φυσαλίδες, ενώ η μετατροπή των μετάλλων σε σκουριά είναι μια «αργή» αντίδραση που συνήθως παίρνει πολύ χρόνο για να παρακολουθήσουν. Αλλά, και πάλι, μια χημική αντίδραση δεν είναι μια ενιαία οντότητα, αλλά αποτελείται από τη συμπεριφορά του συνόλου των σωματιδίων. Ένας ρυθμός αντίδρασης καθορίζεται από το πόσο διάστημα χρειάζεται, κατά μέσο όρο, για αυτά τα σωματίδια να υποστούν την αλλαγή που ορίζει ότι η συγκεκριμένη αντίδραση. Η κινητική της αντίδρασης καθορίζεται πάντα από την "ενέργεια ενεργοποίησης," η ενέργεια που απαιτείται για ένα άτομο ή μόριο για την αλλαγή από την αρχική του κατάσταση για την τελική του κατάσταση. Η ενέργεια ενεργοποίησης μπορεί να απεικονιστεί ως ένα λόφο:. Όσο υψηλότερο είναι το λόφο, ο περισσότερος χρόνος θα χρειαστεί (κατά μέσο όρο, φυσικά) για τα αντιδραστήρια για να αναρριχηθεί και να κυλήσει από την άλλη πλευρά

Η
Kinetics: Ποπκόρν
αναλογία Δεν
όλων των σωματιδίων σε ένα σύνολο αντιδρούν ταυτόχρονα.
αναλογία Το ποπ κορν είναι χρήσιμο εδώ. Μόλις ο σάκος τοποθετείται υπό «συνθήκες αντίδρασης» (δηλαδή, ο φούρνος μικροκυμάτων είναι ενεργοποιημένη), που διαρκεί λίγα λεπτά για να γίνει οτιδήποτε. Στη συνέχεια, λίγες πυρήνες ποπ, τότε μερικές ακόμα. Μετά από περίπου δύο λεπτά, το σκάει συμβαίνει πάρα πολύ γρήγορα για να μετρήσει το άτομο σκάει. Στη συνέχεια επιβραδύνει, αλλά υπάρχουν πάντα κάποιοι πυρήνες που δεν pop μέχρι το τέλος. Θα μπορούσαμε να πούμε το μέσο ποσοστό της αντίδρασης ποπ κορν είναι περίπου δύο λεπτά, αλλά χρειάζεται περισσότερος χρόνος για την αντίδραση για να "πάνε να ολοκληρωθεί." Αυτό είναι ακριβώς το ίδιο πράγμα που συμβαίνει με το αντιόξινο και το μέταλλο που σκουριάζει. Ο χρόνος που απαιτείται για ένα μέσο άτομο μετάλλου σε σκουριά είναι πολύ μεγαλύτερη από το χρόνο για ένα μέσο σωματίδιο αντιόξινο να στραφούν σε αφρισμό, επειδή η ενέργεια ενεργοποίησης είναι υψηλότερη. Την ίδια στιγμή, κάποιοι μεμονωμένα άτομα μετάλλων μπορεί να σκουριάσει πιο γρήγορα από κάποιο άτομο αντιόξινο σωματίδια σφυρίζω.
Η ισορροπία
Η ισορροπία
προσδιορίζεται με την οποία κράτος έχει την χαμηλότερη ενέργεια. Ισορροπία
αναφέρεται στην προτιμώμενη κατάσταση τέλος μιας χημικής αντίδρασης. Για κάθε αντίδραση, η αντίστροφη αντίδραση είναι επίσης δυνατή. Rust μπορεί να γυρίσει την πλάτη σε γυαλιστερό μέταλλο - η αντίδραση υπάρχει, απλά δεν είναι πολύ πιθανό. Από τα πολλά εκατομμύρια σωματίδια σκουριάς στην επιφάνεια του φράγματος, ίσως κάποιος θα de-οξειδώνουν να γυρίσει πίσω στο μέταλλο. Αυτό δεν είναι αρκετό για να παρατηρήσετε, και σε κάθε περίπτωση, η "προς τα εμπρός" αντίδραση σχετικά γυρίσει γρήγορα πίσω στην σκουριά. Εάν η ενέργεια ενεργοποίησης είναι ένας λόφος, ισορροπία καθορίζεται από το ποια πλευρά του λόφου έχει μια βαθύτερη κοιλάδα ή χαμηλότερη ενέργεια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως το σκουριασμένο φράχτη και το έσκασε ποπ κορν, η κοιλάδα είναι πολύ βαθύτερη στην αθέατη πλευρά, και γυρίζοντας γύρω για να δούμε την άλλη πλευρά του λόφου (η οποία είναι η ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση αντίστροφης), είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι ήταν η άλλη πλευρά. Στην περίπτωση αυτή, η αντίδραση ουσιαστικά «πηγαίνει στην ολοκλήρωση» και τα άτομα τείνουν να διασχίσουν το λόφο ενεργοποίησης και να παραμείνουν στην βαθύτερη κοιλάδα. Σε άλλες περιπτώσεις, οι κοιλάδες είναι ίσης βάθος και την ισορροπία που έχει επιτευχθεί περιλαμβάνει άτομα και στις δύο πλευρές της αντίδρασης
Ισορροπία, Φωτογραφία:. Room
Η Αναλογία Τα κράτη αρχή και το τέλος μία αντίδραση μπορεί να θεωρηθεί ως «δωμάτια».
αναλογία Το ποπ κορν είναι λιγότερο χρήσιμο για μια επίδειξη της ισορροπίας, όπως ποπ κορν δεν κάνει συνήθως un-pop. Αντ 'αυτού, φανταστείτε ένα δωμάτιο με είκοσι άτομα σε αυτό. Η θερμοκρασία αυξάνεται σταδιακά μέχρι να είναι άβολα ζεστό. Σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, οι άνθρωποι θα σηκωθεί και να πάει στο επόμενο δωμάτιο - αλλά το επόμενο δωμάτιο είναι άβολα κρύο. Σε διάφορους χρόνους, μερικοί άνθρωποι θα εγκαταλείψουν το δεύτερο δωμάτιο και να έρθει πίσω στο πρώτο. (Για το καλό του παράδειγμα, οι άνθρωποι περιορίζονται μόνο σε αυτά τα δύο δωμάτια). Τελικά, η ομάδα των ανθρώπων που θα καταλήξουν σε κατάσταση ισορροπίας με ίσως δέκα άτομα σε κάθε δωμάτιο ανά πάσα στιγμή. Μερικές φορές οι άνθρωποι θα σηκωθεί και να αλλάξει τα δωμάτια, αλλά η μετάβαση από το κρύο δωμάτιο στο ζεστό δωμάτιο δεν είναι κατ 'ανάγκη περισσότερο ή λιγότερο ευνοϊκές από ό, τι η «αντίστροφη αντίδραση" από το ζεστό δωμάτιο στο κρύο. Ένα καλό παράδειγμα μιας αντίδρασης που έρχεται σε ισορροπία είναι η εξάτμιση του νερού από ένα σώμα του ύδατος στον αέρα. Αν ο αέρας είναι αρχικά "στεγνό", το προς τα εμπρός αντίδραση είναι πολύ ευνοϊκή και πολύ νερό θα εξατμιστεί. Τελικά, όμως, υποθέτοντας ελάχιστη κίνηση του αέρα, ο αέρας θα γίνει πιο υγρό και θα είναι λιγότερο ευνοϊκές για το νερό να εξατμιστεί σε αυτό. Στην πραγματικότητα, λίγο νερό θα γυρίσει πίσω σε υγρό και να επιστρέψετε στο σώμα του νερού. Η ισορροπία επιτυγχάνεται όταν ένας ίσος αριθμός των μορίων νερού εξάτμισης και συμπύκνωσης σε κάθε δεδομένη χρονική στιγμή.

Η ισορροπία στις βιολογικές διεργασίες
ζωή
υπάρχει μακριά από την ισορροπία.
Αξίζει να σημειωθεί πολλές βιολογικές αντιδράσεις φυλάσσονται από την επίτευξη ισορροπίας από πολύπλοκες διαδικασίες μέσα στο σώμα. Αυτή η out-of-κατάσταση ισορροπίας επιτρέπει τη χημική ενέργεια που πρέπει να αξιοποιηθεί για τη χρήση ενός παλλόμενη καρδιά, λειτουργία των νεφρών και την πυροδότηση νευρώνων. Στην περίπτωση ενός ζωντανού οργανισμού, φτάνοντας ισορροπίας είναι με πολλούς τρόπους ισοδυναμεί με θάνατο.

Η Ενέργεια
Κινητική
και θερμοδυναμική μελέτη της ενέργειας των διαφόρων κρατών. Χημικές αντιδράσεις
έχουν χαρακτηριστικές τιμές και καταστάσεις ισορροπίας. Οι λόγοι για τους οποίους - για παράδειγμα, γιατί η ενέργεια ενεργοποίησης για σκουριάζει είναι υψηλότερο από εκείνο της αντίδρασης αντιόξινο, ή γιατί η ενεργειακή διαφορά μεταξύ της έναρξης και των κρατών άκρο ενός αντιδράσεως είναι μικρό και για ένα άλλο είναι μεγάλο - είναι πολύπλοκα και ποικίλλουν από την αντίδραση για την αντίδραση, αλλά πάντα εξαρτώνται από τις ενεργειακές δαπάνες και τα οφέλη που σχετίζονται με αλλαγές στη δομή και το περιβάλλον των σωματιδίων. Τα πεδία της κινητικής και θερμοδυναμικής εξετάσουμε αυτά τα θέματα σε βάθος.

Η