Chemische Reaktionen sind passiert die ganze Zeit. Draußen sind chemische Reaktionen Antrieb von Autos, wie sie die Straße hinunter fahren. Im Inneren sind chemische Reaktionen Drehen Rohkost in Abendessen. Chemische Reaktionen sind, was halten jeden lebenden Organismus und läuft. Zwei Eigenschaften dieser Reaktionen, deren Kinetik und Gleichgewicht, in eine sehr reale Weise, was passiert in der Welt zu bestimmen. Ensembles
Ein Ensemble ist eine Gruppe von identischen Teilchen.

Ein Grundgedanke in jeder chemischen Reaktion ist, dass der "Ensembles", oder Gruppen. Diese Idee trägt der Tatsache Rechnung, dass die grundlegenden Spieler in einer Reaktion - Atome und Moleküle - zu klein, um gesehen zu werden, und jede merkliche Reaktion setzt sich aus einer großen Anzahl von ihnen gemacht werden. Jede beobachtbare Ergebnis einer chemischen Reaktion wird das durchschnittliche Ergebnis von dem, was passiert, dass große Gruppe oder Ensemble von Teilchen sein. Es gibt nichts Geheimnisvolles über das "ensemble"-Konzept, und unzählige analoge Beispiele gibt es auf mehr vertraut Skalen. Eine Tüte Popcorn für die Mikrowelle ist ein gutes Beispiel für ein Ensemble oder einen Raum voller Menschen.
Kinetics
Die Aktivierungsenergie einer Reaktion bestimmt seine Kinetik.

"Kinetik" einer chemischen Reaktion bezieht sich, wie schnell sie auftritt. Löschen eines Antazida in Wasser erzeugt eine "schnelle" Reaktion, die durch das Zischen und Blasen beobachtet werden kann, während die Umwandlung von Metall in Rost ist eine "langsame" Reaktion, die in der Regel zu lange dauert, zu beobachten. Aber auch hier ist eine chemische Reaktion nicht eine Einheit, sondern setzt sich aus dem Verhalten eines Ensembles von Teilchen. Ein Reaktionsgeschwindigkeit wird durch wie lange es dauert im Durchschnitt für diese Teilchen die Veränderung, die diese besondere Reaktion definiert unterziehen bestimmt. Die Kinetik der Reaktion immer bestimmt durch seine "Aktivierungsenergie", die benötigte Energie für ein Atom oder Molekül aus dem ersten Zustand in seinen Endzustand verändern. Die Aktivierung Energie kann man sich als einen Hügel:. Je höher die Hügel, desto länger dauert (im Durchschnitt, natürlich) wird für die Reaktionspartner zu klettern und rollen Sie die andere Seite

Kinetics: Popcorn Analogie
Nicht alle der Partikel in einem Ensemble reagieren auf einmal.

Popcorn Analogie ist hier nützlich. Sobald die Tasche unter "Reaktionsbedingungen" (das heißt, die Mikrowelle wird eingeschaltet) gesetzt wird, dauert es ein paar Minuten nichts zu passieren. Dann ein paar Kerne knallen, dann ein paar mehr. Nach etwa zwei Minuten, das Knallen geschieht zu schnell, um die einzelnen pops zählen. Dann verlangsamt sich, aber es gibt immer einige Kerne, die nicht bis zum Ende Pop. Man könnte sagen, die durchschnittliche Rate des Popcorn-Reaktion ist etwa zwei Minuten, aber es dauert länger, bis die Reaktion auf "bis zur Fertigstellung zu gehen." Das ist genau das gleiche, was mit dem Antazida und der Rost Metall geschieht. Es ist für einen durchschnittlichen Metallatom zu rosten erforderlich ist viel länger als die Zeit für eine durchschnittliche Partikelgröße Antazida zu sprudeln drehen, weil die Aktivierungsenergie ist höher. Zur gleichen Zeit, einige einzelne Metallatome kann schneller als einige einzelne Partikel Antazida fizz.
Equilibrium Equilibrium
rosten wird von dem Staat bestimmt die niedrigere Energie.

Equilibrium bezieht sich auf die bevorzugte Endzustand von einer chemischen Reaktion. Für jede Reaktion ist die umgekehrte Reaktion möglich. Rust kann sich wieder in glänzendem Metall - die Reaktion vorhanden ist, es ist einfach nicht sehr wahrscheinlich. Von den vielen Millionen von Rost auf der Oberfläche von einem Zaun, vielleicht wird man de-oxidieren zurück zu drehen in Metall. Das ist nicht genug, zu bemerken, und in jedem Fall, die "Vorwärts"-Reaktion wird relativ schnell schalten Sie ihn wieder in Rost. Wenn die Aktivierung Energie ist ein Hügel, wird das Gleichgewicht durch die Seite des Hügels hat eine tiefere Tal, oder niedriger Energie bestimmt. In einigen Fällen, wie die verrosteten Zaun und dem Popcorn, das Tal viel tiefer auf der anderen Seite ist, und drehte sich um, um auf der anderen Seite des Hügels (das ist die Aktivierungsenergie für die Rückreaktion) aussehen, ist es viel höher war als die andere Seite. In diesem Fall wird die Reaktion im Wesentlichen "vollständig abläuft" und die Atome, neigen dazu, die Aktivierung Hügel überqueren und bleiben in den tieferen Tal. In anderen Fällen sind die Täler von gleicher Tiefe und das Gleichgewicht, die erreicht beinhaltet Atome auf beiden Seiten der Reaktion wird
Equilibrium:. Analogie Zimmer
Anfang und am Ende Zustände eine Reaktion kann wie folgt beschrieben werden "Zimmer."

Popcorn Analogie ist weniger nützlich für eine Demonstration des Gleichgewichts, wie Popcorn in der Regel nicht un-Pop. Stattdessen vorstellen, einen Raum mit zwanzig Menschen in ihr. Die Temperatur wird allmählich erhöht, bis sie unangenehm warm ist. Zu verschiedenen Zeiten werden die Menschen aufstehen und gehen in den nächsten Raum - aber der nächste Raum ist unangenehm kalt. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten, einige Leute verlassen das zweite Zimmer und kommen zurück in die erste. (Aus Gründen des Beispiels werden die Menschen nur auf diese zwei Zimmer beschränkt.) Schließlich wird die Gruppe von Menschen einen Gleichgewichtszustand mit vielleicht zehn Leute in jedem Zimmer zu erreichen ist jederzeit möglich. Manchmal sind die Leute werden aufstehen und das Zimmer wechseln, aber das Umschalten vom kalten in den heißen Raum ist nicht unbedingt mehr oder weniger günstig ist als die "umgekehrte Reaktion" von der heißen zur kalten Raum. Ein gutes Beispiel für eine Reaktion, die das Gleichgewicht kommt, ist die Verdampfung von Wasser aus einem Gewässer in der Luft. Wenn die Luft zunächst "trocken", das vorwärts Reaktion ist sehr günstig und viel Wasser verdunsten. Doch schließlich, vorausgesetzt minimale Luftbewegung wird die Luft feuchter geworden, und es wird weniger günstig für Wasser in es zu verdampfen. In der Tat, etwas Wasser zurück drehen in flüssige und zurück auf den Körper von Wasser. Gleichgewicht ist dann erreicht, wenn eine gleiche Anzahl von Wassermolekülen sind verdampft und kondensiert zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Equilibrium in biologischen Prozessen
Leben besteht aus dem Gleichgewicht.

Es ist erwähnenswert, viele biologische Reaktionen Erreichen des Gleichgewichts durch komplexe Prozesse im Körper gehalten werden. Diese Out-of-Gleichgewichtszustand ermöglicht chemische Energie für die Nutzung eines schlagenden Herzens genutzt werden, funktionierende Nieren und feuernden Neuronen. Im Falle eines lebenden Organismus, Erreichen des Gleichgewichts ist in vielerlei Hinsicht äquivalent zu Tode.
Energie
Kinetik und Thermodynamik studieren die Energie der verschiedenen Staaten.

Chemische Reaktionen haben charakteristische Preise und Gleichgewichtszustände. Die Gründe, warum - zum Beispiel, warum die Aktivierungsenergie für Rost ist höher als die der Antacida Reaktion, oder warum die Energiedifferenz zwischen dem Anfangs-und Endzustände eine Reaktion ist klein und andererseits groß ist - sind komplex und von der Reaktion zur Reaktion, aber immer auf der energetischen Kosten und Nutzen mit Änderungen in der Teilchen-Struktur und Umwelt verbunden abhängen. Die Felder der Kinetik und Thermodynamik erforschen diese Fragen in die Tiefe.

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