¿Por qué se dibuja la energía de activación en un diagrama de energía potencial en las reacciones?

Question

Aprendí en clase de química que la energía de activación es la av. KE que las partículas que chocan necesitan para reaccionar con éxito. Sin embargo, siempre se dibujan como una "colina" en un diagrama de PE. No entiendo por qué se clasifican como PE, cuando son KE.

Answer 1

La energía de activación es no la energía cinética media que necesitan las partículas que colisionan para reaccionar con éxito. En cambio, se trata de la barrera energética entre los reactivos y los productos. A menudo, la energía necesaria para cruzar la barrera procede de la energía cinética de las colisiones.

Para describir la velocidad de una reacción existen dos modelos, el de Arrhenius y el más sofisticado de Eyring:

El modelo de Arrhenius utiliza la energía de activación, definida como la energía necesaria para alcanzar el estado de transición; la "energía" aquí es de diversa naturaleza, no sólo cinética e incluye el potencial químico.

El modelo de Eyring utiliza la energía de activación de Gibbs para el estado de transición que incluye un término de entalpía y otro de entropía ( $ΔG^‡= ΔH^‡ – T ΔS^‡$ ). En comparación, para una reacción unimolecular de un solo paso, la energía de activación puede expresarse aproximadamente como $E_a = ΔH^‡ + RT$ .

Hay diferentes ejes y en estos diagramas como se explica en una respuesta relacionada:
Eje Y del gráfico de coordenadas de la reacción . Dependiendo del modelo y de la reacción que quieras estudiar puedes utilizar la energía de Gibbs (modelo de Eyring), la energía en general (modelo de Arrhenius) o la entalpía en caso de que quieras mostrar el calor absorbido o liberado en una reacción a presión constante.

¿Por qué el gráfico muestra la energía potencial?

En términos sencillos, la energía potencial es la energía almacenada, mientras que la energía cinética es la energía del movimiento. La energía potencial se convierte en energía cinética, por lo que se puede contabilizar esta última incluyéndola en la energía potencial global.