U kemiji, kemijska reakcija je proces koji dovodi do kemijske transformacije jednog skupa kemijskih tvari u drugi. Kemijske reakcije mogu se kategorizirati u različite vrste na temelju njihovih procesa i ishoda. Razumijevanje ovih tipova pomaže nam predvidjeti produkte reakcija i razumjeti mehanizme iza njih.
U reakciji kombinacije , dvije ili više tvari spajaju se u jedan proizvod. Ove vrste reakcija mogu uključivati elemente ili spojeve kao reaktante. Opći oblik reakcije kombinacije može se prikazati kao \(A + B \rightarrow AB\) .
Primjer: Kada plinoviti vodik reagira s plinovitim kisikom, oni se spajaju i stvaraju vodu. To se može prikazati jednadžbom \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\) .
Reakcija razgradnje je suprotna reakciji kombinacije. U ovoj vrsti reakcije jedan se spoj razgrađuje u dvije ili više jednostavnijih tvari. Opći oblik reakcije razgradnje je \(AB \rightarrow A + B\) .
Primjer: Kada se kalcijev karbonat (vapnenac) zagrijava, on se raspada na kalcijev oksid (vapno) i plin ugljični dioksid. Ova reakcija je predstavljena kao \(CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2\) .
U jednoj reakciji zamjene , također poznatoj kao reakcija pojedinačne istiske, jedan element zamjenjuje drugi element u spoju. Opći oblik ove vrste reakcije je \(A + BC \rightarrow B + AC\) ili \(B + AC \rightarrow A + BC\) , ovisno o tome je li element koji zamjenjuje drugi metal ili nemetal.
Primjer: Ako se metalni cink stavi u otopinu bakar(II) sulfata, cink će zamijeniti bakar u spoju, stvarajući cink sulfat i taložiti metalni bakar. To se može prikazati kao \(Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu\) .
U reakciji dvostruke zamjene , također poznatoj kao reakcija dvostrukog istiskivanja, ioni u dva spoja mijenjaju mjesta i formiraju dva nova spoja. Ovaj tip reakcije može se prikazati kao \(AB + CD \rightarrow AD + CB\) . Reakcije dvostruke zamjene obično se događaju u otopinama i često rezultiraju stvaranjem taloga, plina ili vode.
Primjer: Kada se otopina srebrnog nitrata pomiješa s otopinom natrijevog klorida, nastaje bijeli talog srebrovog klorida, a natrijev nitrat ostaje u otopini. Reakcija je predstavljena kao \(AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl + NaNO_3\) .
Reakcija izgaranja uključuje tvar (obično organski spoj) koja reagira s kisikom i proizvodi energiju u obliku svjetlosti ili topline. Reakcije izgaranja rezultiraju stvaranjem vode i ugljičnog dioksida kada organski spojevi potpuno izgore. Opći oblik reakcije izgaranja može se prikazati kao \(C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O\) za ugljikovodike.
Primjer: izgaranje metana (prirodnog plina) predstavljeno je jednadžbom \(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\) , pri čemu se oslobađa energija u obliku topline i svjetlosti.
Oksidacijsko-redukcijske reakcije ili redoks reakcije uključuju prijenos elektrona između dviju tvari. Oksidacija je gubitak elektrona, dok je redukcija dobivanje elektrona. U svakoj redoks reakciji jedna tvar se oksidira, a druga reducira. Te su reakcije važne u mnogim kemijskim procesima, uključujući proizvodnju energije, koroziju i biokemijske reakcije.
Primjer: Reakcija između metalnog magnezija i klorovodične kiseline uključuje oksidaciju magnezija i redukciju iona vodika, predstavljeno kao \(Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\) . Magnezij gubi elektrone dok vodik dobiva elektrone.
Kiselinsko-bazna reakcija uključuje prijenos protona (H+) s kiseline na bazu. Jedan od najčešćih okvira za opisivanje kiselinsko-baznih reakcija je Brønsted-Lowryjeva teorija, koja definira kiselinu kao donora protona, a bazu kao akceptora protona. Kiselinsko-bazne reakcije često rezultiraju stvaranjem vode i soli.
Primjer: Kada klorovodična kiselina reagira s natrijevim hidroksidom, nastaju voda i natrijev klorid. To je predstavljeno jednadžbom \(HCl + NaOH \rightarrow H_2O + NaCl\) .
Kako bismo vizualizirali jednostavnu kemijsku reakciju, razmotrimo reakciju između octa (octene kiseline) i sode bikarbone (natrijevog bikarbonata). Kada se ove dvije tvari pomiješaju, prolaze kroz reakciju dvostruke zamjene koja rezultira stvaranjem plina ugljičnog dioksida, vode i natrijevog acetata. Ova se reakcija može prikazati kao \(NaHCO_3 + CH_3COOH \rightarrow CO_2 + H_2O + NaCH_3COO\) . Možete promatrati stvaranje mjehurića plina, što je dokaz ugljičnog dioksida proizvedenog tijekom reakcije.
Razumijevanje vrsta kemijskih reakcija pomaže nam klasificirati i predvidjeti ishode različitih kemijskih procesa. Proučavajući te reakcije, učimo o načinima na koje tvari međusobno djeluju, što je temeljno za razvoj novih materijala, lijekova i energetskih rješenja.
