Um perfil de energia livre é uma representação gráfica da mudança de energia livre Isso ocorre durante uma reação química ou um processo físico, em função da coordenada da reação .

Aqui está um colapso:

Conceitos -chave:

* Energia livre: Uma quantidade termodinâmica que representa a quantidade de energia disponível para fazer um trabalho útil em um sistema a temperatura e pressão constantes. É indicado pelo símbolo "g".
* coordenada da reação : Uma medida do progresso de uma reação, geralmente representada pela distância entre reagentes e produtos, ou pela alteração em um comprimento ou ângulo de ligação específica.
* Perfil de energia livre: Um gráfico que plota a energia livre (g) no eixo y e a coordenada da reação no eixo x.

Como interpretar um perfil de energia livre:

* Estado de transição: O ponto mais alto do perfil de energia livre representa o estado de transição, um estado intermediário de alta energia, onde a molécula não é reagente nem produto.
* Energia de ativação: A diferença na energia livre entre os reagentes e o estado de transição é a energia de ativação (EA), que representa a barreira energética que deve ser superada para que a reação ocorra.
* entalpia da reação: A diferença na energia livre entre os reagentes e os produtos é a entalpia da reação (ΔH), que representa a mudança geral de energia durante a reação. Um ΔH negativo indica uma reação exotérmica, enquanto um ΔH positivo indica uma reação endotérmica.
* Taxa constante: A altura da barreira de energia de ativação está inversamente relacionada à constante da taxa da reação. Energia de ativação mais alta significa uma taxa de reação mais lenta.

Usos de perfis de energia livre:

* Prevendo taxas de reação: Ao analisar a energia de ativação, podemos estimar a taxa de uma reação.
* Entendendo o mecanismo de reação: O perfil revela as mudanças de energia envolvidas em diferentes etapas de uma reação, fornecendo informações sobre seu mecanismo.
* Designing Catalysts: Os catalisadores funcionam diminuindo a energia de ativação, tornando as reações mais rapidamente. Os perfis de energia livre ajudam a identificar possíveis alvos de catalisador.
* Estudando Dinâmica Molecular: O perfil pode ser usado para estudar as mudanças conformacionais e o cenário energético das moléculas.

Exemplo:

Imagine uma reação envolvendo duas moléculas colidindo e formando um produto. O perfil de energia livre mostraria a energia livre aumentando à medida que as moléculas se aproximavam (devido a forças repulsivas), atingindo um pico no estado de transição e depois diminuindo à medida que o produto é formado.

em resumo, Os perfis de energia livre são ferramentas poderosas para entender e prever a termodinâmica e a cinética das reações químicas e processos físicos. Eles fornecem informações sobre as mudanças de energia envolvidas, a taxa de reação e o mecanismo pelo qual ocorre.