Kemiallinen reaktio on alkuperäisen aineen (reagenssin) muuttuminen toiseksi, jossa atomien ytimet pysyvät muuttumattomina, mutta elektronien ja ytimien uudelleenjakautumisprosessi tapahtuu. Tällaisen reaktion seurauksena atomiytimien lukumäärä ei muutu, vaan myös kemiallisten alkuaineiden isotooppinen koostumus.
Kemiallisten reaktioiden ominaisuudet
Reaktiot tapahtuvat joko sekoittamalla tai fysikaalisessa kosketuksessa reagenssien kanssa tai itsestään, tai nostamalla lämpötilaa tai käyttämällä katalyyttejä tai altistamalla valolle jne.
Aineessa tapahtuvat kemialliset prosessit eroavat suuresti fysikaalisista prosesseista ja ydinmuutoksista. Fysikaalinen prosessi edellyttää koostumuksen säilymistä, mutta aggregaatiomuoto tai -tila voi kuitenkin muuttua. Kemiallisen reaktion tulos on uusi aine, jolla on erityisiä ominaisuuksia, jotka eroavat merkittävästi reagensseista. Mutta on syytä huomata, että kemiallisten prosessien aikana uusien alkuaineiden atomeja ei koskaan muodostu: tämä johtuu siitä, että kaikki muutokset tapahtuvat vain elektronikuoressa eivätkä ne tapahdu.vaikuttaa ytimeen. Ydinreaktiot muuttavat kaikkien tähän prosessiin osallistuvien alkuaineiden ytimen atomeja, mikä on syy uusien atomien muodostumiseen.
Kemiallisten reaktioiden käyttäminen
Kemialliset reaktiot auttavat saamaan lähes kaikki aineet, joita luonnosta löytyy rajoitetusti tai ei ollenkaan. Kemiallisten prosessien avulla on mahdollista syntetisoida uusia, tuntemattomia aineita, joista voi olla hyötyä ihmiselle hänen elämässään.
Kemikaaleilla tapahtuva epäpätevä ja vastuuton vaikuttaminen ympäristöön ja kaikkiin luonnollisiin prosesseihin voi kuitenkin merkittävästi häiritä olemassa olevia luonnollisia kiertokulkuja, mikä nostaa ympäristökysymyksen etusijalle ja saa meidät ajattelemaan luonnonvarojen järkevää käyttöä ja säilyttämistä. ympäristöstä.
Kemiallisten reaktioiden luokitus
Kemiallisia reaktioita on monia eri ryhmiä: faasirajojen läsnäolo, hapetusasteen muutokset, lämpövaikutus, reagenssien muunnostyyppi, virtaussuunta, katalyytin osallistuminen ja spontaanisuuskriteeri.
Tässä artikkelissa tarkastelemme vain ryhmää virtaussuunnassa.
Kemialliset reaktiot virtaussuunnassa
Kemiallisia reaktioita on kahdenlaisia - peruuttamattomia ja palautuvia. Peruuttamattomia kemiallisia reaktioita ovat ne, jotka etenevät vain yhteen suuntaan ja johtavatjoka on reagoivien aineiden muuttaminen reaktiotuotteiksi. Näitä ovat palaminen ja reaktiot, joihin liittyy kaasun tai sedimentin muodostuminen – toisin sanoen ne, jotka etenevät "päähän asti".
Kääntyvät - nämä ovat kemiallisia reaktioita, jotka etenevät kahteen suuntaan samanaikaisesti, vastakkain. Reversiibelien reaktioiden kulkua kuvaavissa yhtälöissä yhtäläisyysmerkki korvataan eri suuntiin osoittavilla nuolilla. Tämä tyyppi on jaettu suoriin ja käänteisiin reaktioihin. Koska palautuvan reaktion lähtöaineet kuluvat ja muodostuvat samanaikaisesti, ne eivät muutu täysin reaktiotuotteeksi, minkä vuoksi on tapana sanoa, että palautuvat reaktiot eivät mene loppuun. Palautuvan reaktion tulos on reagoivien aineiden ja reaktiotuotteiden seos.
Reagenssien palautuvien (sekä suorien että käänteisten) vuorovaikutusten kulkuun voivat vaikuttaa paine, reagenssien pitoisuus, lämpötila.
Eteen- ja taaksepäinreaktionopeudet
Ensinnäkin on syytä ymmärtää käsitteet. Kemiallisen reaktion nopeus on aineen määrä, joka tulee reaktioon tai muodostuu sen aikana aikayksikköä kohti tilavuusyksikköä kohti.
Riippuuko käänteisen reaktion nopeus jostain tekijöistä ja voiko sitä jotenkin muuttaa?
Voit. On viisi päätekijää, jotka voivat muuttaa eteenpäin- ja taaksepäin suuntautuvien reaktioiden virtausnopeutta:
- ainepitoisuus,
- reagenssien pinta-ala,
- paine,
- katalysaattorin läsnäolo tai puuttuminen,
- lämpötila.
Määritelmän mukaan saadaan kaava: ν=ΔС/Δt, jossa ν on reaktion nopeus, ΔС on pitoisuuden muutos, Δt on reaktion aika. Jos otamme reaktioajan vakioarvona, niin käy ilmi, että sen virtausnopeuden muutos on suoraan verrannollinen reagenssien pitoisuuden muutokseen. Näin ollen havaitsemme, että reaktionopeuden muutos on myös suoraan verrannollinen reagoivien aineiden pinta-alaan johtuen reaktanttihiukkasten määrän kasvusta ja niiden vuorovaikutuksesta. Myös lämpötilan muutokset vaikuttavat samaan. Sen lisääntymisestä tai vähenemisestä riippuen aineen hiukkasten törmäys joko kasvaa tai vähenee, minkä seurauksena suorien ja käänteisten reaktioiden virtausnopeus muuttuu.
Mikä vaikutus paineen muutoksella on lähtöaineisiin? Painemuutokset vaikuttavat reaktionopeuteen vain kaasumaisessa ympäristössä. Tämän seurauksena nopeus kasvaa suhteessa paineen muutoksiin.
Katalyytin vaikutus reaktioiden kulkuun, mukaan lukien suorat ja käänteiset reaktiot, kätkeytyy katalyytin määritelmään, jonka päätehtävänä on vain sama lisäys reagenssien vuorovaikutuksessa.
