• Hva er en kjemisk reaksjon?
• Fysiske og kjemiske endringer i materie
• Kjennetegn ved en kjemisk reaksjon
• Hvordan er en kjemisk reaksjon representert?
• Typer og eksempler på kjemiske reaksjoner
• Viktigheten av kjemiske reaksjoner
• Hastigheten til en kjemisk reaksjon

Vi forklarer hva en kjemisk reaksjon er, hvilke typer som finnes, deres hastighet og andre egenskaper. Også fysiske og kjemiske endringer.

Kjemiske reaksjoner endrer den molekylære sammensetningen av stoffer.

Hva er en kjemisk reaksjon?

Kjemiske reaksjoner (også kalt kjemiske endringer eller kjemiske fenomener) er termodynamiske prosesser for transformasjon av saken. To eller flere er involvert i disse reaksjonene stoffer (reagenser eller reaktanter), som endres betydelig i prosessen, og som kan forbrukes eller frigjøres Energi å generere to eller flere stoffer kalt Produkter.

Hver kjemisk reaksjon utsetter materie for en kjemisk transformasjon, og endrer dens struktur og molekylære sammensetning (i motsetning til Fysiske endringer som bare påvirker formen eller Aggregeringstilstand). Kjemiske endringer produserer generelt nye stoffer, annerledes enn det vi hadde i begynnelsen.

Kjemiske reaksjoner kan oppstå spontant i naturen (uten menneskelig innblanding), eller de kan også genereres av mennesker i et laboratorium under kontrollerte forhold.

Mange av materialene som vi bruker til daglig er oppnådd industrielt fra enklere stoffer kombinert gjennom en eller flere kjemiske reaksjoner.

Fysiske og kjemiske endringer i materie

Fysiske endringer i materie er de som endrer formen uten å endre sammensetningen, det vil si uten å endre typen stoff det er snakk om.

Disse endringene har å gjøre med endringer i stoffets aggregeringstilstand (fast, væske, gassformig) og andre fysiske egenskaper (farge, tetthet, magnetisme, etc).

Fysiske endringer er vanligvis reversible siden de endrer formen eller tilstanden til materie, men ikke sammensetningen. For eksempel ved koking Vann Vi kan gjøre en væske om til en gass, men den resulterende dampen består fortsatt av vannmolekyler. Hvis vi fryser vannet, går det til fast tilstand, men det er fortsatt kjemisk det samme stoffet.

Kjemiske endringer endrer fordelingen og bindingen av atomer av materie, oppnå at de kombineres på en annen måte, og dermed oppnå stoffer som er forskjellige fra de opprinnelige, men alltid i samme proporsjonSiden materie ikke kan skapes eller ødelegges, bare transformeres.

Hvis vi for eksempel reagerer vann (H2O) og kalium (K), får vi to nye stoffer: kaliumhydroksid (KOH) og hydrogen (H2). Dette er en reaksjon som normalt frigjør mye energi og er derfor svært farlig.

Kjennetegn ved en kjemisk reaksjon

Kjemiske reaksjoner er generelt irreversible prosesser, det vil si at de involverer dannelse eller ødeleggelse av kjemiske koblinger mellom molekyler av reagensene, og genererer tap eller gevinst av energi.

I en kjemisk reaksjon blir materie dypt transformert, selv om noen ganger ikke denne rekomposisjonen kan sees med det blotte øye. Likevel kan proporsjonene av reaktantene måles, noe som håndteres ved støkiometri.

På den annen side genererer kjemiske reaksjoner visse produkter avhengig av arten av reaktantene, men også av forholdene der reaksjonen skjer.

Et annet viktig problem i kjemiske reaksjoner er hastigheten de oppstår med, siden kontrollen av hastigheten deres er avgjørende for deres bruk i industri, medisin osv. I denne forstand er det metoder for å øke eller redusere hastigheten på en kjemisk reaksjon.

Et eksempel er bruken av katalysatorer, stoffer som øker hastigheten på kjemiske reaksjoner. Disse stoffene deltar ikke i reaksjonene, de kontrollerer bare hastigheten de oppstår med. Det finnes også stoffer som kalles inhibitorer, som brukes på samme måte, men som gir motsatt effekt, det vil si at de bremser reaksjonene.

Hvordan er en kjemisk reaksjon representert?

Kjemiske reaksjoner er representert ved kjemiske ligninger, det vil si formler der de deltakende reagensene og de oppnådde produktene er beskrevet, ofte indikerer visse forhold som er iboende for reaksjonen, for eksempel tilstedeværelsen av varme, katalysatorer, lys, etc.

Den første kjemiske ligningen i historien ble utarbeidet i 1615 av Jean Begin, i en av de første avhandlingene om kjemi, den Tyrocinium Chymicum. I dag er de av felles undervisning og takket være dem kan vi lettere visualisere hva som skjer i en bestemt reaksjon.

Den generelle måten å representere en kjemisk ligning på er:

Hvor:

• A og B er reaktantene.
• C og D er produktene.
• til, b, c Y d er de støkiometriske koeffisientene (de er tall som indikerer mengden av reaktanter og produkter) som må justeres slik at det er like mye av hvert grunnstoff i reaktantene og i produktene. På denne måten er loven om bevaring av messen oppfylt (som fastslår at masse den er verken skapt eller ødelagt, den forvandles bare).

I en kjemisk reaksjon omorganiseres atomene for å danne nye stoffer.

Typer og eksempler på kjemiske reaksjoner

Kjemiske reaksjoner kan klassifiseres etter typen reaktanter som reagerer. Ut fra dette kan man skille mellom uorganiske kjemiske reaksjoner og organiske kjemiske reaksjoner. Men først er det viktig å kjenne til noen av symbolene som brukes til å representere disse reaksjonene gjennom kjemiske ligninger:

Uorganiske reaksjoner. Involvere uorganiske forbindelser, og kan klassifiseres som følger:

• I henhold til type transformasjon.
  • Syntese eller addisjonsreaksjoner. To stoffer kombineres for å resultere i et annet stoff. For eksempel:
    
  • Nedbrytningsreaksjoner. Et stoff brytes ned til sine enkle komponenter, eller ett stoff reagerer med et annet og brytes ned til andre stoffer som inneholder dets komponenter. For eksempel:
    
  • Forskyvnings- eller substitusjonsreaksjoner. En forbindelse eller et element tar plassen til en annen i en forbindelse, erstatter den og lar den være fri. For eksempel:
    
  • Doble substitusjonsreaksjoner. To reaktanter bytter forbindelser eller kjemiske elementer samtidig. For eksempel:
    
• I henhold til type og form for energien som utveksles.
  • Endoterme reaksjoner. Varme absorberes slik at reaksjonen kan skje. For eksempel:
    
  • Eksoterme reaksjoner. Varme avgis når reaksjonen skjer. For eksempel:
    
  • Endoluminøse reaksjoner. Behov for lys for at reaksjonen skal skje. For eksempel: fotosyntese.
    
  • Eksoluminøse reaksjoner. Lys avgis når reaksjonen inntreffer. For eksempel:
    
  • Endoelelektriske reaksjoner. Behov for elektrisk energi for at reaksjonen skal skje. For eksempel:
    
  • Eksoelektriske reaksjoner. Elektrisk energi frigjøres eller genereres når reaksjonen skjer. For eksempel:
    

    

• I henhold til reaksjonshastigheten.
  • Langsomme reaksjoner Mengden reagenser som forbrukes og mengden produkter som dannes i løpet av en gitt tid er svært liten. For eksempel: oksidasjon av jern. Det er en langsom reaksjon, som vi ser daglig i jerngjenstander som er rustne. Hvis denne reaksjonen ikke var sakte, ville vi ikke hatt veldig gamle jernstrukturer i dagens verden.
    
  • Raske reaksjoner. Mengden reagenser som forbrukes og mengden produkter som dannes i løpet av en gitt tid er stor. For eksempel: reaksjonen av natrium med vann er en reaksjon som, i tillegg til å skje raskt, er svært farlig.
    
• Avhengig av typen partikkel som er involvert.
  • Reaksjoner syre-base. Er overført protoner (H+). For eksempel:
    
  • Oksidasjon-reduksjonsreaksjoner. Er overført elektroner. I denne typen reaksjon må vi se på oksidasjonstallet til de involverte elementene. Hvis oksidasjonstallet til et grunnstoff øker, oksideres det, reduseres det. For eksempel: i denne reaksjonen oksideres jern og kobolt reduseres.
    
• I henhold til reaksjonsretningen.
  • Reversible reaksjoner. De går begge veier, det vil si at produktene kan bli reaktantene igjen. For eksempel:
    
  • Irreversible reaksjoner. De forekommer i bare én forstand, det vil si at reaktantene omdannes til produkter og den motsatte prosessen kan ikke skje. For eksempel:
    

Organiske reaksjoner. De involverer organiske forbindelser, som er de som er relatert til livsgrunnlaget. De avhenger av typen organisk forbindelse for deres klassifisering, siden hver funksjonell gruppe har en rekke spesifikke reaksjoner. For eksempel alkaner, alkener, alkyner, alkoholer, ketoner, aldehyder, etere, estere, nitriler, etc.

Noen eksempler på reaksjoner av organiske forbindelser er:

• Halogenering av alkaner. Et hydrogen av alkanen erstattes med det tilsvarende halogenet.
  
• Forbrenning av alkaner. Alkaner reagerer med oksygen for å gi karbondioksid og vann. Denne typen reaksjon frigjør en stor mengde energi.
  
• Halogenering av alkener. To av hydrogenene som finnes på karbonene som danner dobbeltbindingen, erstattes.
  
• Hydrogenering av alkener. To hydrogener tilsettes dobbeltbindingen, og produserer dermed den tilsvarende alkanen. Denne reaksjonen skjer i nærvær av katalysatorer som platina, palladium eller nikkel.
  

Viktigheten av kjemiske reaksjoner

Både fotosyntese og respirasjon er eksempler på kjemiske reaksjoner.

Kjemiske reaksjoner er grunnleggende for eksistensen og forståelsen av verden slik vi kjenner den. Endringene som materie gjennomgår under naturlige eller menneskeskapte forhold (og som ofte genererer verdifulle materialer) er bare ett eksempel. Det største beviset på viktigheten av kjemiske reaksjoner er selve livet, i alle dets uttrykk.

Eksistensen av levende vesener av alle slag er bare mulig takket være materiens reaksjonskapasitet, som tillot de første cellulære livsformene å utveksle energi med miljøet gjennom metabolske ruter, det vil si gjennom sekvenser av kjemiske reaksjoner som ga mer nyttig energi enn forbrukt.

For eksempel, i vårt daglige liv puster Den er sammensatt av flere kjemiske reaksjoner, som også er tilstede i fotosyntese av planter.

Hastigheten til en kjemisk reaksjon

Kjemiske reaksjoner krever en fastsatt tid for å skje, som varierer avhengig av arten av reaktantene og miljøet der reaksjonen skjer.

Faktorer som påvirker hastigheten på kjemiske reaksjoner er generelt:

• Temperaturøkning Høye temperaturer har en tendens til å øke hastigheten på kjemiske reaksjoner.
• Økt trykk. Å øke trykket øker vanligvis hastigheten på kjemiske reaksjoner. Dette skjer vanligvis når stoffer som er følsomme for trykkendringer, som gasser, reagerer. Når det gjelder væsker og faste stoffer, forårsaker ikke trykkendringer signifikante endringer i reaksjonshastigheten.
• Aggregeringstilstand som reagensene er i. Faste stoffer har en tendens til å reagere saktere enn væsker eller gasser, selv om hastigheten også vil avhenge av reaktiviteten til hvert stoff.
• Bruk av katalysatorer (stoffer som brukes til å øke hastigheten på kjemiske reaksjoner). Disse stoffene deltar ikke i reaksjonene, de kontrollerer bare hastigheten de oppstår med. Det finnes også stoffer som kalles inhibitorer, som brukes på samme måte, men som gir motsatt effekt, det vil si at de bremser reaksjonene.
• Lysende energi (Lys). Noen kjemiske reaksjoner akselereres når lys skinner på dem.
• Reagenskonsentrasjon. De fleste kjemiske reaksjoner skjer raskere hvis de har en høy konsentrasjon av reagensene sine.