Kemijska reakcija je transformacija početne tvari (reagensa) u drugu, pri čemu jezgre atoma ostaju nepromijenjene, ali dolazi do procesa preraspodjele elektrona i jezgri. Kao rezultat takve reakcije, ne mijenja se samo broj atomskih jezgri, već i izotopski sastav kemijskih elemenata.
Obilježja kemijskih reakcija
Reakcije nastaju ili miješanjem ili fizičkim kontaktom reagensa, ili same po sebi, ili povećanjem temperature, ili korištenjem katalizatora, ili izlaganjem svjetlu, itd.
Kemijski procesi koji se događaju u materiji uvelike se razlikuju od fizičkih procesa i nuklearnih transformacija. Fizički proces podrazumijeva očuvanje sastava, međutim, oblik ili stanje agregacije se može promijeniti. Rezultat kemijske reakcije je nova tvar koja ima posebna svojstva koja se značajno razlikuju od reagensa. No, vrijedno je napomenuti da se tijekom kemijskih procesa nikada ne formiraju atomi novih elemenata: to je zbog činjenice da se sve transformacije događaju samo u elektronskoj ljusci i neutjecati na jezgru. Nuklearne reakcije mijenjaju atome jezgre svih elemenata koji sudjeluju u tom procesu, što je razlog nastanka novih atoma.
Upotreba kemijskih reakcija
Kemijske reakcije pomažu da se dobije gotovo svaka tvar koja se može naći u prirodi u ograničenim količinama ili uopće ne postoji. Uz pomoć kemijskih procesa moguće je sintetizirati nove, nepoznate tvari koje mogu biti korisne osobi u životu.
Međutim, nesposoban i neodgovoran utjecaj na okoliš i sve prirodne procese s kemikalijama može značajno poremetiti postojeće prirodne cikluse, što pitanje okoliša stavlja u prvi plan i tjera nas na razmišljanje o racionalnom korištenju prirodnih resursa i očuvanju okoliša.
Klasifikacija kemijskih reakcija
Postoji mnogo različitih skupina kemijskih reakcija: po prisutnosti granica faza, promjenama u stupnju oksidacije, toplinskom učinku, vrsti transformacije reagensa, smjeru strujanja, sudjelovanju katalizatora i kriteriju spontanosti.
U ovom članku razmotrit ćemo samo grupu u smjeru toka.
Kemijske reakcije u smjeru protoka
Postoje dvije vrste kemijskih reakcija - nepovratne i reverzibilne. Nepovratne kemijske reakcije su one koje se odvijaju samo u jednom smjeru i rezultirajua to je pretvorba reaktanata u produkte reakcije. To uključuje izgaranje i reakcije popraćene stvaranjem plina ili sedimenta - drugim riječima, one koje idu "do kraja".
Reverzibilne - to su kemijske reakcije koje se odvijaju u dva smjera odjednom, suprotne jedna drugoj. U jednadžbama koje pokazuju tijek reverzibilnih reakcija, znak jednakosti zamjenjuje se strelicama koje pokazuju u različitim smjerovima. Ova vrsta se dijeli na izravne i obrnute reakcije. Budući da se polazni materijali reverzibilne reakcije troše i formiraju u isto vrijeme, oni se u potpunosti ne pretvaraju u reakcijski produkt, zbog čega je uobičajeno reći da reverzibilne reakcije ne idu do kraja. Rezultat reverzibilne reakcije je mješavina reaktanata i produkta reakcije.
Na tijek reverzibilnih (i izravnih i obrnutih) interakcija reagensa može utjecati tlak, koncentracija reagensa, temperatura.
Stope reakcije naprijed i nazad
Prije svega, vrijedi razumjeti koncepte. Brzina kemijske reakcije je količina tvari koja ulazi u reakciju ili nastaje tijekom nje u jedinici vremena po jedinici volumena.
Ovisi li brzina obrnute reakcije o nekim čimbenicima i može li se nekako promijeniti?
Možete. Postoji pet glavnih čimbenika koji mogu promijeniti brzinu tijeka prednjih i obrnutih reakcija:
- koncentracija tvari,
- površina reagensa,
- pritisak,
- prisutnost ili odsutnost katalizatora,
- temperatura.
Prema definiciji, možete dobiti formulu: ν=ΔS/Δt, u kojoj je ν brzina reakcije, ΔS je promjena koncentracije, Δt je vrijeme reakcije. Ako vrijeme reakcije uzmemo kao konstantnu vrijednost, ispada da je promjena brzine njezina protoka izravno proporcionalna promjeni koncentracije reagensa. Dakle, nalazimo da je promjena brzine reakcije također izravno proporcionalna površini reaktanata zbog povećanja broja čestica reaktanata i njihove interakcije. Promjene temperature također utječu na isto. Ovisno o njegovom povećanju ili smanjenju, sudar čestica tvari ili se povećava ili smanjuje, uslijed čega se mijenja brzina protoka izravnih i obrnutih reakcija.
Kakav učinak ima promjena tlaka na reaktante? Promjene tlaka će utjecati na brzinu reakcije samo u plinovitom okruženju. Kao rezultat toga, brzina će se povećati proporcionalno promjenama tlaka.
Učinak katalizatora na tijek reakcija, uključujući izravne i reverzne reakcije, skriven je u definiciji katalizatora, čija je glavna funkcija upravo isto povećanje brzine interakcije reagensa.
