Mikä on kemiallinen reaktio?

Koet kemialliset reaktiot koko ajan. Tulipalo, hengitys ja ruoanlaitto liittyvät kaikkiin kemiallisiin reaktioihin. Tiedätkö vielä, mikä on kemiallinen reaktio? Tässä on vastaus kysymykseen.

Yksinkertaisesti sanottuna, a kemiallinen reaktio on mikä tahansa muutos yhdestä kemikaalijoukosta toiseen.

Jos lähtö- ja loppuaineet ovat samat, muutos voi tapahtua, mutta ei kemiallinen reaktio. Reaktio sisältää molekyylien tai ionien uudelleenjärjestelyn eri rakenteeseen. Kontrasti tämä a fyysinen muutos, jossa ulkonäkö on muuttunut, mutta molekyylirakenne on muuttumaton, tai ydinreaktio, jossa atomin ytimen koostumus muuttuu. Kemiallisessa reaktiossa atomin ydin on koskematon, mutta elektroneja voidaan siirtää tai jakaa murtumaan ja muodostamaan kemiallisia sidoksia. Sekä fyysisissä muutoksissa että kemialliset muutokset (reaktiot), kunkin elementin atomien lukumäärä on sama sekä ennen prosessia että sen jälkeen. Fysikaalisessa muutoksessa atomit säilyttävät kuitenkin saman järjestelynsä molekyyleiksi ja yhdisteiksi. Kemiallisessa reaktiossa atomit muodostavat uusia tuotteita, molekyylejä ja yhdisteitä.

Koska et voi tarkastella kemikaaleja molekyylitasolla paljaalla silmällä, on hyödyllistä tietää merkkejä, jotka osoittavat reaktion tapahtuneen. Kemialliseen reaktioon liittyy usein lämpötilan muutos, kuplat, värinmuutos ja / tai saostuminen.

Atomeja ja molekyylejä, jotka ovat vuorovaikutuksessa, kutsutaan reagenssit. Reaktion tuottamia atomeja ja molekyylejä kutsutaan Tuotteet. Kemistit käyttävät lyhennysmerkintää nimeltään kemiallinen yhtälö reagenssien ja tuotteiden ilmoittamiseksi. Tässä merkinnässä reagenssit on lueteltu vasemmalla puolella, tuotteet on lueteltu oikealla puolella ja reagenssit ja tuotteet ovat erotettu nuolella osoittaen mihin suuntaan reaktio etenee. Vaikka monet kemialliset yhtälöt osoittavat reagenssien muodostavan tuotteita, todellisuudessa kemiallinen reaktio etenee usein myös toiseen suuntaan. Kemiallisessa reaktiossa ja kemiallisessa yhtälössä ei muodostu tai katoa uusia atomeja (massan säilyminen), mutta kemialliset sidokset voivat hajota ja muodostua eri atomien väliin.

Kemialliset yhtälöt voivat olla joko epätasapainossa tai tasapainossa. Epätasapainoinen kemiallinen yhtälö ei ota huomioon massan säilymistä, mutta se on usein hyvä lähtökohta, koska siinä luetellaan tuotteet ja reagenssit sekä kemiallisen reaktion suunta.

Tarkastele esimerkiksi ruosteen muodostumista. Kun ruoste muodostuu, metallirauta reagoi ilman hapen kanssa muodostaen uuden yhdisteen, rautaoksidin (ruoste). Tämä kemiallinen reaktio voidaan ilmaista seuraavalla epätasapainoisella kemiallisella yhtälöllä, joka voidaan kirjoittaa joko sanoilla tai käyttämällä elementtien kemiallisia merkkejä:

rauta plus happi tuottaa rautaoksidia

Fe + O → FeO

Kemiallisen reaktion tarkempi kuvaus on annettu kirjoittamalla tasapainoinen kemiallinen yhtälö. Tasapainoinen kemiallinen yhtälö on kirjoitettu, joten kunkin tyyppisten elementtien atomien lukumäärä on sama sekä tuotteille että reagensseille. Kertoimet kemiallisten lajien edessä osoittavat reagenssien määrät, kun taas yhdisteen alaindeksit osoittavat kunkin elementin atomien lukumäärän. Tasapainotetut kemialliset yhtälöt luettelevat tyypillisesti kunkin reagenssin aineen tilan (kiinteän aineen, l nesteen, g kaasun). Joten ruostumisen muodostumisen kemiallisen reaktion tasapainotetusta yhtälöstä tulee:

2 Fe (s) + O₂(g) → 2 FeO (ta)

On miljoonia kemiallisia reaktioita! Tässä muutama esimerkki:

• Tulipalo (palaminen)
• Kakun leipominen
• Keittäminen muna
• Ruokasooda ja etikan sekoittaminen suolan ja hiilidioksidikaasun tuottamiseksi

Kemialliset reaktiot voidaan myös luokitella yleiset reaktiotyypit. Kullakin reaktiotyypillä on enemmän kuin yksi nimi, joten se voi olla hämmentävä, mutta yhtälön muodon tulisi olla helppo tunnistaa:

• Synteesireaktio tai suora yhdistelmä: A + B → AB
• Analyysireaktio tai hajoaminen: AB → A + B
• Yksi siirtymä tai vaihto: A + BC → AC + B
• Metateesi tai kaksinkertainen siirtymä: AB + CD → AD + CB

Muun tyyppisiä reaktioita ovat redox-reaktiot, happo-emäsreaktiot, palaminen, isomerointi ja hydrolyysi. Kemiallisia reaktioita on kaikkialla.

Mikä on ero kemiallisen reaktion ja kemiallisen yhtälön välillä?
Eksoterminen ja endoterminen reaktio