A kémiai reakció a kiindulási anyag (reagens) átalakulása egy másikká, amelyben az atommagok változatlanok maradnak, de az elektronok és atommagok újraeloszlásának folyamata megtörténik. Egy ilyen reakció eredményeként nemcsak az atommagok száma nem változik, hanem a kémiai elemek izotópösszetétele sem.
A kémiai reakciók jellemzői
A reakciók vagy a reagensek összekeverésével vagy fizikai érintkezésével, vagy önmagukban, vagy a hőmérséklet emelésével, vagy katalizátorok használatával, vagy fénynek való kitétellel és így tovább.
Az anyagban végbemenő kémiai folyamatok nagymértékben különböznek a fizikai folyamatoktól és a nukleáris átalakulásoktól. A fizikai folyamat magában foglalja az összetétel megőrzését, azonban az aggregáció formája vagy állapota változhat. A kémiai reakció eredménye egy új anyag, amelynek különleges tulajdonságai jelentősen eltérnek a reagensektől. De érdemes megjegyezni, hogy a kémiai folyamatok során soha nem keletkeznek új elemek atomjai: ez annak köszönhető, hogy minden átalakulás csak az elektronhéjban történik, és nembefolyásolja a magot. A magreakciók megváltoztatják a folyamatban részt vevő összes elem magjának atomjait, ami az új atomok kialakulásának oka.
Kémiai reakciók használata
A kémiai reakciók segítségével szinte minden olyan anyaghoz juthatunk, amely korlátozott mennyiségben vagy egyáltalán nem található meg a természetben. A kémiai folyamatok segítségével új, ismeretlen anyagokat lehet szintetizálni, amelyek hasznosak lehetnek az ember életében.
Azonban a környezetre és minden természetes folyamatra a vegyszerekkel való alkalmatlan és felelőtlen hatás jelentősen megzavarhatja a meglévő természetes körforgást, ami előtérbe helyezi a környezeti kérdést, és elgondolkodtat a természeti erőforrások ésszerű felhasználásán és megőrzésén. a környezet.
A kémiai reakciók osztályozása
A kémiai reakcióknak sokféle csoportja van: fázishatárok jelenléte, az oxidáció mértékének változása, termikus hatás, a reagensek átalakulásának típusa, az áramlás iránya, a katalizátor részvétele és a spontanitás kritériuma..
Ebben a cikkben csak a csoportot vesszük figyelembe az áramlás irányában.
Kémiai reakciók az áramlás irányában
Kétféle kémiai reakció létezik – irreverzibilis és visszafordítható. Visszafordíthatatlan kémiai reakciók azok, amelyek csak egy irányba mennek végbe, és azt eredményezikamely a reaktánsok reakciótermékekké való átalakulása. Ide tartozik az égés és a gáz- vagy üledékképződéssel járó reakciók – más szóval azok, amelyek „a végéig” tartanak.
Reverzibilis – ezek olyan kémiai reakciók, amelyek egyszerre két irányban, egymással ellentétes irányba mennek végbe. A reverzibilis reakciók lefolyását mutató egyenletekben az egyenlőségjelet különböző irányba mutató nyilak helyettesítik. Ez a típus közvetlen és fordított reakciókra oszlik. Mivel a reverzibilis reakció kiindulási anyagai egyszerre fogynak el és képződnek, nem alakulnak át teljesen reakciótermékekké, ezért szokás azt mondani, hogy a reverzibilis reakciók nem mennek végbe. A reverzibilis reakció eredménye reagensek és reakciótermékek keveréke.
A reagensek reverzibilis (közvetlen és fordított) kölcsönhatásainak lefolyását a nyomás, a reagensek koncentrációja, a hőmérséklet befolyásolhatja.
Előre és hátra reakciósebesség
Először is érdemes megérteni a fogalmakat. A kémiai reakció sebessége az anyag mennyisége, amely egy reakcióba lép vagy képződik időegységenként, térfogategységenként.
Függ-e a fordított reakció sebessége bármilyen tényezőtől, és lehet-e valahogy változtatni?
Lehet. Öt fő tényező változtathatja meg az előre és fordított reakciók áramlási sebességét:
- anyagkoncentráció,
- reagensek felülete,
- nyomás,
- katalizátor jelenléte vagy hiánya,
- hőmérséklet.
A definíció szerint a következő képletet kaphatjuk: ν=ΔС/Δt, amelyben ν a reakció sebessége, ΔС a koncentráció változása, Δt a reakció ideje. Ha a reakcióidőt állandó értéknek vesszük, akkor kiderül, hogy áramlási sebességének változása egyenesen arányos a reagensek koncentrációjának változásával. Így azt találjuk, hogy a reakciósebesség változása egyenesen arányos a reagensek felületével a reaktáns részecskék számának növekedése és kölcsönhatása miatt. Ugyanezt befolyásolja a hőmérséklet változása is. Növekedésétől vagy csökkenésétől függően az anyag részecskéinek ütközése vagy növekszik, vagy csökken, aminek következtében a közvetlen és fordított reakciók áramlási sebessége megváltozik.
Milyen hatással van a nyomásváltozás a reaktánsokra? A nyomásváltozások csak gáznemű környezetben befolyásolják a reakciósebességet. Ennek eredményeként a sebesség a nyomásváltozással arányosan nő.
A katalizátor hatása a reakciók lefolyására, beleértve a közvetlen és fordított reakciókat is, a katalizátor definíciójában rejtőzik, amelynek fő funkciója a reagensek kölcsönhatási sebességének azonos növelése.
