Мне кажется, многие наблюдали, что летом всех тянет на приключения и всякую суету, а зимой хочется сидеть дома и не дергаться. На лицо влияние температуры на активность человека. Такое же есть и в химии.
Бывает так, что мы сливаем вместе два вещества, которые по справочнику должны реагировать и давать новое третье вещество. Однако по какой-то причине ничего не происходит, молекулы исходных веществ какие-то грустные и вялые и взаимодействовать не хотят.
Так будут обстоять дела, если температура системы окажется недостаточной для реакции. Если бы мы могли взглянуть на нашу систему под микроскопом, то увидели бы, что молекулы обоих веществ движутся слишком медленно и сталкиваются с силой недостаточной для того, чтобы подружиться, несмотря на то, что подходят друг другу.
Если температуру системы поднять, то скорость молекул возрастет, они будут колотиться друг о друга сильнее и реагировать охотнее. Если это наблюдение формализовать, мы скажем, что молекулы имеют энергию выше энергии активации или энергетического барьера.
Эту идею в 1889 г. сформулировал молодой шведский химик Сванте Аррениус. Изучая, как температура влияет на скорость реакций, он заметил закономерность: константа скорости k растёт экспоненциально с температурой. Он не просто описал это словами, а вывел уравнение, которое показывает, что чем выше температура, тем выше константа скорости.
Аррениус пришёл к этому выводу, анализируя данные по реакции инверсии сахара, где сахароза под действием кислоты расщепляется на глюкозу и фруктозу. Он заметил, что при повышении температуры на 10 градусов скорость удваивается.
Дело в том, что не все молекулы одинаково подвижны, их энергии распределяются по кривой Максвелла-Больцмана. Для большинства молекул энергии средние, но есть и более активные ребята. При нагреве доля "энергичных" молекул растёт экспоненциально, что объясняет кратный прирост скорости реакции.
В быту каждый сам может проверить работу уравнения Аррениуса: попробуйте сварить яйцо не в кипящей, а горячей воде градусов 80-90. Время варки возрастет в 2-3 раза, так как частота разрыва связей в белках (молекулах) сократится в те же 2-3 раза.