• Čo je chemická reakcia?
• Fyzikálne a chemické zmeny v hmote
• Charakteristika chemickej reakcie
• Ako je znázornená chemická reakcia?
• Typy a príklady chemických reakcií
• Význam chemických reakcií
• Rýchlosť chemickej reakcie

Vysvetľujeme, čo je chemická reakcia, aké existujú typy, ich rýchlosť a ďalšie charakteristiky. Tiež fyzikálne a chemické zmeny.

Chemické reakcie menia molekulárne zloženie látok.

Čo je chemická reakcia?

Chemické reakcie (tiež nazývané chemické zmeny alebo chemické javy) sú termodynamické procesy premeny záležitosť. Na týchto reakciách sa podieľajú dvaja alebo viacerí látok (reagenty alebo reaktanty), ktoré sa v procese výrazne menia a môžu sa spotrebovať alebo uvoľniť energie na vytvorenie dvoch alebo viacerých látok tzv Produkty.

Každá chemická reakcia podlieha chemickej transformácii, ktorá mení jej štruktúru a molekulárne zloženie (na rozdiel od Fyzické zmeny ktoré ovplyvňujú len jeho tvar resp Stav agregácie). Chemické zmeny vo všeobecnosti produkujú nové látky, odlišné od tých, ktoré sme mali na začiatku.

Chemické reakcie môžu prebiehať spontánne v prírode (bez ľudského zásahu), alebo ich môže vyvolať aj človek v laboratóriu za kontrolovaných podmienok.

Mnohé z materiálov, ktoré denne používame, sa získavajú priemyselne z jednoduchších látok kombinovaných prostredníctvom jednej alebo viacerých chemických reakcií.

Fyzikálne a chemické zmeny v hmote

Fyzikálne zmeny v hmote sú také, ktoré menia jej tvar bez toho, aby sa zmenilo jej zloženie, to znamená bez zmeny typu danej látky.

Tieto zmeny súvisia so zmenami v stave agregácie hmoty (pevný, kvapalina, plynný) a ďalšie fyzikálne vlastnosti (farba, hustota, magnetizmus, atď).

Fyzické zmeny sú zvyčajne reverzibilné, pretože menia tvar alebo stav hmoty, ale nie jej zloženie. Napríklad pri varení Voda Kvapalinu môžeme premeniť na plyn, no výsledná para je stále tvorená molekulami vody. Ak zmrazíme vodu, prejde do tuhého skupenstva, ale chemicky je to stále tá istá látka.

Chemické zmeny menia distribúciu a väzbu atómov hmoty, čím sa dosiahne, že sa spoja iným spôsobom, čím sa získajú látky odlišné od pôvodných, hoci vždy v tom istom pomerKeďže hmota nemôže byť vytvorená ani zničená, iba transformovaná.

Napríklad, ak zreagujeme vodu (H2O) a draslík (K), získame dve nové látky: hydroxid draselný (KOH) a vodík (H2). Ide o reakciu, pri ktorej sa bežne uvoľňuje veľa energie, a preto je veľmi nebezpečná.

Charakteristika chemickej reakcie

Chemické reakcie sú vo všeobecnosti nevratné procesy, to znamená, že zahŕňajú tvorbu alebo deštrukciu chemické väzby medzi molekuly činidiel, čím dochádza k strate alebo zisku energie.

Pri chemickej reakcii sa hmota hlboko premieňa, hoci niekedy túto rekompozíciu nie je možné vidieť voľným okom. Napriek tomu je možné merať podiely reaktantov, čo je riešené stechiometriou.

Na druhej strane chemické reakcie vytvárajú určité produkty v závislosti od povahy reaktantov, ale aj od podmienok, v ktorých reakcia prebieha.

Ďalšou dôležitou otázkou pri chemických reakciách je rýchlosť, ktorou k nim dochádza, pretože kontrola ich rýchlosti je nevyhnutná pre ich použitie v priemyslu, lieky atď. V tomto zmysle existujú metódy na zvýšenie alebo zníženie rýchlosti chemickej reakcie.

Príkladom je použitie katalyzátorov, látok, ktoré zvyšujú rýchlosť chemických reakcií. Tieto látky sa nezúčastňujú reakcií, iba riadia rýchlosť, akou sa vyskytujú. Existujú aj látky nazývané inhibítory, ktoré sa používajú rovnakým spôsobom, ale spôsobujú opačný účinok, teda spomaľujú reakcie.

Ako je znázornená chemická reakcia?

Chemické reakcie sú reprezentované chemickými rovnicami, tj. vzorce v ktorej sú opísané zúčastnené činidlá a získané produkty, často označujúce určité podmienky súvisiace s reakciou, ako je prítomnosť tepla, katalyzátorov, svetla atď.

Prvú chemickú rovnicu v histórii zostavil v roku 1615 Jean Begin v jednom z prvých pojednaní o chémia, Tyrocinium Chymicum. Dnes sú bežného učenia a vďaka nim si ľahšie vizualizujeme, čo sa deje v určitej reakcii.

Všeobecný spôsob vyjadrenia chemickej rovnice je:

Kde:

• A a B sú reaktanty.
• C a D sú produkty.
• do, b, c Y d sú stechiometrické koeficienty (sú to čísla, ktoré udávajú množstvo reaktantov a produktov), ​​ktoré je potrebné upraviť tak, aby v reaktantoch a produktoch bolo rovnaké množstvo každého prvku. Týmto spôsobom je naplnený zákon o zachovaní omše (ktorý stanovuje, že omša nie je vytvorený ani zničený, iba sa premieňa).

Pri chemickej reakcii sa atómy preskupujú za vzniku nových látok.

Typy a príklady chemických reakcií

Chemické reakcie možno klasifikovať podľa typu reaktantov, ktoré reagujú. Na základe toho možno rozlíšiť anorganické chemické reakcie a organické chemické reakcie. Najprv je však dôležité poznať niektoré symboly, ktoré sa používajú na znázornenie týchto reakcií prostredníctvom chemických rovníc:

Anorganické reakcie. Zapojiť anorganické zlúčeninya možno ich klasifikovať takto:

• Podľa typu premeny.
  • Syntéza alebo adičné reakcie. Spojením dvoch látok vznikne iná látka. Napríklad:
    
  • Reakcie rozkladu. Látka sa rozkladá na svoje jednoduché zložky alebo jedna látka reaguje s druhou a rozkladá sa na ďalšie látky, ktoré obsahujú jej zložky. Napríklad:
    
  • Vytesňovacie alebo substitučné reakcie. Zlúčenina alebo prvok v zlúčenine nahradí iný prvok, nahradí ho a ponechá ho voľný. Napríklad:
    
  • Dvojité substitučné reakcie. Dva reaktanty si vymieňajú zlúčeniny resp chemické prvky súčasne. Napríklad:
    
• Podľa druhu a formy vymieňanej energie.
  • Endotermické reakcie. Teplo sa absorbuje, aby mohla nastať reakcia. Napríklad:
    
  • Exotermické reakcie. Pri reakcii sa uvoľňuje teplo. Napríklad:
    
  • Endoluminózne reakcie. Potrebné svetlo aby reakcia nastala. Napríklad: fotosyntéza.
    
  • Exoluminózne reakcie. Keď dôjde k reakcii, svetlo sa vydáva. Napríklad:
    
  • Endoelektrické reakcie. Potrebné elektrická energia aby reakcia nastala. Napríklad:
    
  • Exoelektrické reakcie. Pri reakcii sa uvoľňuje alebo vytvára elektrická energia. Napríklad:
    

    

• Podľa rýchlosti reakcie.
  • Pomalé reakcie Množstvo spotrebovaných činidiel a množstvo produktov vytvorených v danom čase je veľmi malé. Napríklad: oxidácia železa. Ide o pomalú reakciu, ktorú dennodenne vidíme u železných predmetov, ktoré sú hrdzavé. Ak by táto reakcia nebola pomalá, nemali by sme v dnešnom svete veľmi staré železné konštrukcie.
    
  • Rýchle reakcie. Množstvo spotrebovaných činidiel a množstvo produktov vytvorených v danom čase je skvelé. Napríklad: reakcia sodíka s vodou je reakcia, ktorá okrem toho, že prebieha rýchlo, je veľmi nebezpečná.
    
• Podľa typu častice.
  • Reakcie acidobázická. Sú prevedené protóny (H+). Napríklad:
    
  • Oxidačno-redukčné reakcie. Sú prevedené elektróny. Pri tomto type reakcie sa musíme pozrieť na oxidačné číslo príslušných prvkov. Ak sa oxidačné číslo prvku zvýši, oxiduje sa, ak sa zníži, zníži sa. Napríklad: pri tejto reakcii sa oxiduje železo a redukuje sa kobalt.
    
• Podľa smeru reakcie.
  • Reverzibilné reakcie. Idú oboma spôsobmi, to znamená, že produkty sa môžu opäť stať reaktantmi. Napríklad:
    
  • Nezvratné reakcie. Vyskytujú sa iba v jednom zmysle, to znamená, že reaktanty sa premieňajú na produkty a opačný proces nemôže nastať. Napríklad:
    

Organické reakcie. Zahŕňajú organické zlúčeniny, čo sú tie, ktoré súvisia so základom života. Ich klasifikácia závisí od typu organickej zlúčeniny, pretože každá funkčná skupina má rad špecifických reakcií. Napríklad alkány, alkény, alkíny, alkoholyketóny, aldehydy, étery, estery, nitrily atď.

Niektoré príklady reakcií organických zlúčenín sú:

• Halogenácia alkánov. Vodík alkánu je nahradený zodpovedajúcim halogénom.
  
• Spaľovanie alkánov. Alkány reagujú s kyslíkom za vzniku oxid uhličitý a vodou. Tento typ reakcie uvoľňuje veľké množstvo energie.
  
• Halogenácia alkénov. Dva z vodíkov prítomných na uhlíkoch, ktoré tvoria dvojitú väzbu, sú nahradené.
  
• Hydrogenácia alkénov. K dvojitej väzbe sa pridajú dva vodíky, čím vznikne zodpovedajúci alkán. Táto reakcia prebieha v prítomnosti katalyzátorov, ako je platina, paládium alebo nikel.
  

Význam chemických reakcií

Fotosyntéza aj dýchanie sú príklady chemických reakcií.

Chemické reakcie sú základom existencie a chápania sveta, ako ho poznáme. Zmeny, ktorými hmota prechádza v prírodných alebo človekom vytvorených podmienkach (a ktoré často vytvárajú cenné materiály), sú len jedným príkladom. Najväčším dôkazom dôležitosti chemických reakcií je samotný život vo všetkých jeho prejavoch.

Existencia živé bytosti všetkého druhu je možná len vďaka reakčnej kapacite hmoty, ktorá umožnila prvým bunkovým formám života vymieňať si energiu s ich prostredím prostredníctvom metabolických ciest, teda prostredníctvom sekvencií chemických reakcií, ktoré priniesli viac užitočnej energie, ako spotrebovali.

Napríklad v našom každodennom živote dýchanie Pozostáva z viacerých chemických reakcií, ktoré sú tiež prítomné v fotosyntéza z rastliny.

Rýchlosť chemickej reakcie

Chemické reakcie si vyžadujú stanovený čas, ktorý sa mení v závislosti od povahy reaktantov a prostredia, v ktorom reakcia prebieha.

Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť chemických reakcií, sú vo všeobecnosti:

• Nárast teploty Vysoké teploty majú tendenciu zvyšovať rýchlosť chemických reakcií.
• Zvýšený tlak. Zvýšenie tlaku zvyčajne zvyšuje rýchlosť chemických reakcií. Vo všeobecnosti k tomu dochádza, keď reagujú látky citlivé na zmeny tlaku, ako sú plyny. V prípade kvapalín a pevných látok zmeny tlaku nespôsobujú výrazné zmeny v rýchlosti ich reakcií.
• Stav agregácie, v ktorom sú činidlá. Pevné látky majú tendenciu reagovať pomalšie ako kvapaliny alebo plyny, hoci rýchlosť bude závisieť aj od reaktivity každej látky.
• Použitie katalyzátorov (látok, ktoré sa používajú na zvýšenie rýchlosti chemických reakcií). Tieto látky sa nezúčastňujú reakcií, iba riadia rýchlosť, akou sa vyskytujú. Existujú aj látky nazývané inhibítory, ktoré sa používajú rovnakým spôsobom, ale spôsobujú opačný účinok, teda spomaľujú reakcie.
• Svetelná energia (Svetlo). Niektoré chemické reakcie sa urýchlia, keď na ne dopadá svetlo.
• Koncentrácia činidla. Väčšina chemických reakcií prebieha rýchlejšie, ak majú vysokú koncentráciu ich činidiel.