• Hvad er en kemisk reaktion?
• Fysiske og kemiske ændringer i stof
• Karakteristika for en kemisk reaktion
• Hvordan er en kemisk reaktion repræsenteret?
• Typer og eksempler på kemiske reaktioner
• Betydningen af ​​kemiske reaktioner
• En kemisk reaktions hastighed

Vi forklarer, hvad en kemisk reaktion er, hvilke typer der findes, deres hastighed og andre egenskaber. Også fysiske og kemiske ændringer.

Kemiske reaktioner ændrer stoffernes molekylære sammensætning.

Hvad er en kemisk reaktion?

Kemiske reaktioner (også kaldet kemiske ændringer eller kemiske fænomener) er termodynamiske processer til transformation af stof. To eller flere er involveret i disse reaktioner stoffer (reagenser eller reaktanter), som ændrer sig væsentligt i processen og kan forbruge eller frigive Energi at generere to eller flere stoffer kaldet Produkter.

Enhver kemisk reaktion udsætter stof for en kemisk transformation, der ændrer dets struktur og molekylære sammensætning (i modsætning til Fysiske forandringer der kun påvirker dens form eller Aggregeringstilstand). Kemiske ændringer producerer generelt nye stoffer, anderledes end vi havde i begyndelsen.

Kemiske reaktioner kan opstå spontant i naturen (uden menneskelig indgriben), eller de kan også genereres af mennesker i et laboratorium under kontrollerede forhold.

Mange af de materialer, som vi bruger til daglig, er fremstillet industrielt ud fra enklere stoffer kombineret gennem en eller flere kemiske reaktioner.

Fysiske og kemiske ændringer i stof

Fysiske ændringer i stof er dem, der ændrer dets form uden at ændre dets sammensætning, det vil sige uden at ændre den pågældende type stof.

Disse ændringer har at gøre med ændringer i stoffets aggregeringstilstand (solid, væske, gasformig) og andre fysiske egenskaber (farve, massefylde, magnetisme, etc).

Fysiske ændringer er normalt reversible, da de ændrer stoffets form eller tilstand, men ikke dets sammensætning. For eksempel ved kogning Vand Vi kan forvandle en væske til en gas, men den resulterende damp består stadig af vandmolekyler. Hvis vi fryser vandet, går det til fast tilstand, men det er stadig kemisk det samme stof.

Kemiske ændringer ændrer fordelingen og bindingen af atomer af stof, opnår, at de kombineres på en anden måde, hvorved der opnås stoffer, der er forskellige fra de oprindelige, selvom de altid er i samme delDa stof ikke kan skabes eller ødelægges, kun transformeres.

Hvis vi for eksempel reagerer vand (H2O) og kalium (K), får vi to nye stoffer: kaliumhydroxid (KOH) og brint (H2). Dette er en reaktion, der normalt frigiver meget energi og derfor er meget farlig.

Karakteristika for en kemisk reaktion

Kemiske reaktioner er generelt irreversible processer, det vil sige, de involverer dannelse eller ødelæggelse af kemiske forbindelser imellem molekyler af reagenserne, hvilket genererer et tab eller forstærkning af energi.

I en kemisk reaktion bliver stof dybt omdannet, selvom denne gensammensætning nogle gange ikke kan ses med det blotte øje. Alligevel kan andelen af ​​reaktanterne måles, hvilket håndteres ved støkiometri.

På den anden side genererer kemiske reaktioner visse produkter afhængigt af reaktanternes art, men også af de forhold, hvorunder reaktionen finder sted.

Et andet vigtigt spørgsmål i kemiske reaktioner er den hastighed, hvormed de opstår, da kontrollen af ​​deres hastighed er afgørende for deres anvendelse i industri, medicin osv. I denne forstand er der metoder til at øge eller mindske hastigheden af ​​en kemisk reaktion.

Et eksempel er brugen af ​​katalysatorer, stoffer, der øger hastigheden af ​​kemiske reaktioner. Disse stoffer deltager ikke i reaktionerne, de styrer kun den hastighed, hvormed de opstår. Der findes også stoffer kaldet hæmmere, som bruges på samme måde, men forårsager den modsatte effekt, det vil sige, at de bremser reaktioner.

Hvordan er en kemisk reaktion repræsenteret?

Kemiske reaktioner er repræsenteret ved kemiske ligninger, dvs. formler hvori de deltagende reagenser og de opnåede produkter er beskrevet, hvilket ofte indikerer visse forhold, der er iboende for reaktionen, såsom tilstedeværelsen af ​​varme, katalysatorer, lys osv.

Den første kemiske ligning i historien blev udarbejdet i 1615 af Jean Begin, i en af ​​de første afhandlinger om kemi, det Tyrocinium Chymicum. I dag er de af fælles undervisning, og takket være dem kan vi lettere visualisere, hvad der sker i en bestemt reaktion.

Den generelle måde at repræsentere en kemisk ligning på er:

Hvor:

• A og B er reaktanterne.
• C og D er produkterne.
• til, b, c Y d er de støkiometriske koefficienter (det er tal, der angiver mængden af ​​reaktanter og produkter), der skal justeres, så der er den samme mængde af hvert grundstof i reaktanterne og i produkterne. På denne måde er loven om bevarelse af messen opfyldt (som fastslår, at masse det er hverken skabt eller ødelagt, det forvandler sig kun).

I en kemisk reaktion omarrangeres atomerne for at danne nye stoffer.

Typer og eksempler på kemiske reaktioner

Kemiske reaktioner kan klassificeres efter typen af ​​reaktanter, der reagerer. Ud fra dette kan der skelnes mellem uorganiske kemiske reaktioner og organiske kemiske reaktioner. Men først er det vigtigt at kende nogle af de symboler, der bruges til at repræsentere disse reaktioner gennem kemiske ligninger:

Uorganiske reaktioner. Involvere uorganiske forbindelser, og kan klassificeres som følger:

• Alt efter transformationstypen.
  • Syntese eller additionsreaktioner. To stoffer kombineres for at resultere i et andet stof. For eksempel:
    
  • Nedbrydningsreaktioner. Et stof nedbrydes til dets simple bestanddele, eller et stof reagerer med et andet og nedbrydes til andre stoffer, der indeholder dets bestanddele. For eksempel:
    
  • Forskydnings- eller substitutionsreaktioner. En forbindelse eller et element træder i stedet for en anden i en forbindelse, erstatter den og efterlader den fri. For eksempel:
    
  • Dobbelt substitutionsreaktioner. To reaktanter udveksler forbindelser eller kemiske grundstoffer samtidigt. For eksempel:
    
• Alt efter typen og formen af ​​den energi, der udveksles.
  • Endoterme reaktioner. Varme optages, så reaktionen kan opstå. For eksempel:
    
  • Eksoterme reaktioner. Der afgives varme, når reaktionen sker. For eksempel:
    
  • Endoluminøse reaktioner. Havde brug for lys for at reaktionen opstår. For eksempel: fotosyntese.
    
  • Eksoluminøse reaktioner. Lys afgives, når reaktionen opstår. For eksempel:
    
  • Endoelelektriske reaktioner. Havde brug for elektrisk strøm for at reaktionen opstår. For eksempel:
    
  • Eksoelektriske reaktioner. Elektrisk energi frigives eller genereres, når reaktionen finder sted. For eksempel:
    

    

• Ifølge reaktionshastigheden.
  • Langsomme reaktioner Mængden af ​​forbrugte reagenser og mængden af ​​produkter, der dannes i en given tid, er meget lille. For eksempel: oxidation af jern. Det er en langsom reaktion, som vi dagligt ser i jerngenstande, der er rustne. Hvis denne reaktion ikke var langsom, ville vi ikke have meget gamle jernstrukturer i dagens verden.
    
  • Hurtige reaktioner. Mængden af ​​forbrugte reagenser og mængden af ​​produkter, der dannes på en given tid, er stor. For eksempel: reaktionen af ​​natrium med vand er en reaktion, der udover at ske hurtigt, er meget farlig.
    
• Alt efter hvilken type partikel der er tale om.
  • Reaktioner syre-base. Er overført protoner (H+). For eksempel:
    
  • Oxidations-reduktionsreaktioner. Er overført elektroner. I denne type reaktion skal vi se på oxidationstallet for de involverede grundstoffer. Hvis oxidationstallet for et grundstof stiger, oxideres det, falder det, reduceres det. For eksempel: i denne reaktion oxideres jern og kobolt reduceres.
    
• I henhold til reaktionens retning.
  • Reversible reaktioner. De går begge veje, det vil sige, at produkterne kan blive reaktanterne igen. For eksempel:
    
  • Irreversible reaktioner. De forekommer kun i én forstand, det vil sige, at reaktanterne omdannes til produkter, og den modsatte proces kan ikke forekomme. For eksempel:
    

Organiske reaktioner. De involverer organiske forbindelser, som er dem, der er relateret til livsgrundlaget. De afhænger af typen af ​​organisk forbindelse til deres klassificering, da hver funktionel gruppe har en række specifikke reaktioner. For eksempel alkaner, alkener, alkyner, alkoholerketoner, aldehyder, ethere, estere, nitriler osv.

Nogle eksempler på reaktioner af organiske forbindelser er:

• Halogenering af alkaner. Et hydrogen af ​​alkanen erstattes af det tilsvarende halogen.
  
• Forbrænding af alkaner. Alkaner reagerer med ilt for at give carbondioxid og vand. Denne type reaktion frigiver en stor mængde energi.
  
• Halogenering af alkener. To af de hydrogenatomer, der er til stede på de carbonatomer, der danner dobbeltbindingen, erstattes.
  
• Hydrogenering af alkener. To hydrogenatomer sættes til dobbeltbindingen, hvilket giver den tilsvarende alkan. Denne reaktion sker i nærværelse af katalysatorer såsom platin, palladium eller nikkel.
  

Betydningen af ​​kemiske reaktioner

Både fotosyntese og respiration er eksempler på kemiske reaktioner.

Kemiske reaktioner er grundlæggende for eksistensen og forståelsen af ​​verden, som vi kender den. De forandringer, som stof gennemgår under naturlige eller menneskeskabte forhold (og som ofte genererer værdifulde materialer) er blot ét eksempel. Det største bevis på vigtigheden af ​​kemiske reaktioner er selve livet i alle dets udtryk.

Eksistensen af levende væsner af alle slags er kun mulig takket være stoffets reaktionskapacitet, som gjorde det muligt for de første cellulære livsformer at udveksle energi med deres miljø gennem metaboliske ruter, det vil sige gennem sekvenser af kemiske reaktioner, der gav mere nyttig energi end forbrugt.

For eksempel i vores daglige liv vejrtrækning Det er sammensat af flere kemiske reaktioner, som også er til stede i fotosyntese af planter.

En kemisk reaktions hastighed

Kemiske reaktioner kræver en fastsat tid for at finde sted, som varierer afhængigt af arten af ​​reaktanterne og det miljø, hvori reaktionen finder sted.

Faktorer, der påvirker hastigheden af ​​kemiske reaktioner, er generelt:

• Temperaturstigning Høje temperaturer har en tendens til at øge hastigheden af ​​kemiske reaktioner.
• Øget tryk. Forøgelse af trykket øger normalt hastigheden af ​​kemiske reaktioner. Dette sker generelt, når stoffer, der er følsomme over for trykændringer, såsom gasser, reagerer. I tilfælde af væsker og faste stoffer forårsager trykændringer ikke væsentlige ændringer i hastigheden af ​​deres reaktioner.
• Aggregeringstilstand, hvori reagenserne er. Faste stoffer har en tendens til at reagere langsommere end væsker eller gasser, selvom hastigheden også vil afhænge af reaktiviteten af ​​hvert stof.
• Brug af katalysatorer (stoffer, der bruges til at øge hastigheden af ​​kemiske reaktioner). Disse stoffer deltager ikke i reaktionerne, de styrer kun den hastighed, hvormed de opstår. Der findes også stoffer kaldet hæmmere, som bruges på samme måde, men forårsager den modsatte effekt, det vil sige, at de bremser reaktioner.
• Lysende energi (Lys). Nogle kemiske reaktioner accelereres, når lyset skinner på dem.
• Reagenskoncentration. De fleste kemiske reaktioner sker hurtigere, hvis de har en høj koncentration af deres reagenser.