활성화에너지가 낮은 반응이라 하더라도 실제로 반응이 잘 일어나지 않는 경우가 있는데, 그 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 원래 활성화 에너지가 낮으면 반응이 쉽게 일어나야 할 것 같은데, 활성화에너지가 낮은 반응이라 하더라도 실제로 반응이 잘 일어나지 않는 경우가 있는데, 그 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 일반적으로 활성화에너지가 낮을수록 반응이 쉽게 일어날 것 같지만, 실제 화학 반응에서는 활성화에너지 이외에도 여러 요인이 작용하기 때문에, 활성화에너지가 낮더라도 반응이 잘 일어나지 않는 경우가 있는 것입니다.

화학 반응이 일어나려면 단순히 충돌하는 것만이 아니라 올바른 방향으로 충돌해야 하는데요 예를 들어, AB+C→A+BC로 진행되는 반응에서, C 원자가 B 쪽을 향해 충돌해야 반응이 진행되며, 아무리 활성화에너지가 낮아도 잘못된 방향으로 충돌한다면 반응 확률은 낮습니다. 따라서 분자의 공간적 제약, 입체적 효과 때문에 반응 속도가 제한될 수 있습니다.

또한 반응물이 서로 만나야 반응이 일어나는데, 반응물의 농도나 압력이 낮으면 충돌 확률이 극도로 줄어드는데요 예를 들어, 기체 반응에서 반응물의 압력이 낮으면, 활성화에너지가 낮더라도 반응 속도는 거의 0에 가깝게 됩니다.

또한 물리적, 환경적 요인으로는 고체–액체 반응에서 확산이 느리거나, 표면이 오염되어 있거나, 용매 효과가 불리하면 반응 속도가 현저히 떨어지는데요, 촉매 반응에서도 촉매 표면이 막히거나 비활성화되면, 활성화에너지가 낮더라도 반응이 제대로 진행되지 않습니다. 감사합니다.