Back to the topics list

reakcje chemiczne, równania chemiczne

Reakcja chemiczna to proces, w którym zestaw substancji ulega przemianie chemicznej w celu utworzenia innej substancji.

Przykłady:

• żelazo i tlen łączą się tworząc rdzę
• ocet i soda oczyszczona łączą się, tworząc octan sodu, dwutlenek węgla i wodę
• rzeczy płonące lub eksplodujące
• wiele reakcji zachodzących wewnątrz organizmów żywych
• reakcje elektrochemiczne podczas rozładowywania lub ładowania baterii

Reakcje jądrowe nie są reakcjami chemicznymi. Reakcje chemiczne obejmują tylko elektrony atomów; reakcje jądrowe obejmują protony i neutrony w jądrach atomowych.

Prawo zachowania masy

Prawo zachowania masy mówi, że w reakcji chemicznej masa produktów jest równa masie substratów. Zasada ta zapewnia, że równania chemiczne muszą być zrównoważone, co oznacza, że liczba każdego rodzaju atomów po stronie substratów musi być równa liczbie po stronie produktów.

Gdzie zachodzą reakcje chemiczne?

Możesz myśleć, że reakcje chemiczne zachodzą tylko w laboratoriach naukowych, ale w rzeczywistości zachodzą cały czas w codziennym świecie. Za każdym razem, gdy jesz, twoje ciało wykorzystuje reakcje chemiczne, aby rozłożyć jedzenie na energię. Inne przykłady obejmują rdzewienie metali, spalanie drewna, baterie wytwarzające elektryczność i fotosyntezę w roślinach.

Czym są odczynniki, substraty i produkty?

Reagenty i odczynniki to substancje, które są używane do wywołania reakcji chemicznej. Reagent to każda substancja, która jest zużywana lub zużywana podczas reakcji. Reagenty, które nie są zużywane po zakończeniu reakcji, nazywane są odczynnikami. Substancja, która jest wytwarzana w wyniku reakcji chemicznej, nazywana jest produktem.

Równanie chemiczne składa się z substratów i produktów. Substraty to substancje, które reagują ze sobą, znajdujące się po lewej stronie równania. Produkty to nowo utworzone substancje, znajdujące się po prawej stronie. Strzałka (→) oddziela te dwie strony, wskazując kierunek reakcji.

Na przykład spalanie metanu można przedstawić następująco:

\(CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O\)

Równanie to pokazuje, że jedna cząsteczka metanu reaguje z dwiema cząsteczkami tlenu, tworząc jedną cząsteczkę dwutlenku węgla i dwie cząsteczki wody.

Szybkość reakcji

Nie wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w tym samym tempie. Niektóre zachodzą bardzo szybko, jak eksplozje, podczas gdy inne mogą trwać długo, jak rdzewienie metalu. Szybkość, z jaką substraty zamieniają się w produkty, nazywa się szybkością reakcji.

Szybkość reakcji można zmienić, dodając energię, taką jak ciepło, światło słoneczne lub elektryczność. Dodanie energii do reakcji może znacznie zwiększyć szybkość reakcji. Ponadto zwiększenie stężenia lub ciśnienia substratów może przyspieszyć szybkość reakcji.

Niektóre reakcje wydzielają energię. Są to reakcje egzotermiczne. W innych reakcjach energia jest pobierana. Są to reakcje endotermiczne.

Rodzaje reakcji

Istnieje wiele typów reakcji chemicznych. Oto kilka przykładów:

1. Reakcja syntezy - Reakcja syntezy to taka, w której dwie substancje łączą się, aby utworzyć nową substancję. Można to przedstawić w równaniu takim, że
   A + B → AB. Przykład: \(2Na + Cl_2 → 2NaCl\) .
2. Reakcja rozkładu - Reakcja rozkładu to reakcja, w której złożona substancja rozpada się, tworząc dwie oddzielne substancje. Można to przedstawić równaniem takim, że AB → A + B. Przykład: \(2H_2O → 2H_2 + O_2\) .
3. Spalanie – reakcja spalania zachodzi, gdy tlen łączy się z innym związkiem, tworząc wodę i dwutlenek węgla. Reakcje spalania wytwarzają energię w postaci ciepła. Przykład: \(CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O\) .
4. Pojedyncze przemieszczenie – Pojedyncza reakcja przemieszczenia jest również nazywana reakcją substytucyjną. Można ją sobie wyobrazić jako reakcję, w której jeden związek bierze substancję z innego związku. Jej równanie to A + BC → AC + B. Przykład: \(Zn + 2HCl → ZnCl_2 + H_2\) .
5. Podwójne przemieszczenie – Reakcja podwójnego przemieszczenia jest również nazywana reakcją metatezy. Można ją sobie wyobrazić jako dwa związki wymieniające się substancjami. Jej równanie to AB + CD → AD + CB. Przykład: \(AgNO_3 + NaCl → AgCl + NaNO_3\) .
6. Reakcja fotochemiczna – Reakcja fotochemiczna to reakcja obejmująca fotony ze światła. Fotosynteza jest przykładem tego rodzaju reakcji chemicznej.

Katalizatory i inhibitory

Czasami w reakcji chemicznej stosuje się trzecią substancję, aby przyspieszyć lub spowolnić reakcję. Katalizator pomaga przyspieszyć szybkość reakcji. W przeciwieństwie do innych odczynników w reakcji, katalizator nie jest zużywany przez reakcję. Inhibitor jest stosowany w celu spowolnienia reakcji.