• Wat is een chemische reactie?
• Fysische en chemische veranderingen in materie
• Kenmerken van een chemische reactie
• Hoe wordt een chemische reactie weergegeven?
• Typen en voorbeelden van chemische reacties
• Belang van chemische reacties
• Snelheid van een chemische reactie

We leggen uit wat een chemische reactie is, de soorten die er zijn, hun snelheid en andere kenmerken. Ook fysieke en chemische veranderingen.

Chemische reacties veranderen de moleculaire samenstelling van stoffen.

Wat is een chemische reactie?

Chemische reacties (ook wel chemische veranderingen of chemische verschijnselen) zijn thermodynamische processen van transformatie van de materie. Bij deze reacties zijn er twee of meer betrokken stoffen (reagentia of reactanten), die aanzienlijk veranderen in het proces, en kunnen consumeren of vrijgeven Energie om twee of meer stoffen te genereren, genaamd producten.

Elke chemische reactie onderwerpt materie aan een chemische transformatie, waardoor de structuur en moleculaire samenstelling verandert (in tegenstelling tot Lichamelijke veranderingen die alleen de vorm aantasten of Staat van aggregatie). Chemische veranderingen produceren over het algemeen nieuwe stoffen, anders dan wat we in het begin hadden.

Chemische reacties kunnen in de natuur spontaan ontstaan ​​(zonder tussenkomst van de mens), of ze kunnen ook onder gecontroleerde omstandigheden door de mens in een laboratorium worden opgewekt.

Veel van de materialen die we dagelijks gebruiken, worden industrieel verkregen uit eenvoudigere stoffen die door een of meer chemische reacties zijn gecombineerd.

Fysische en chemische veranderingen in materie

Fysieke veranderingen in materie zijn veranderingen die de vorm veranderen zonder de samenstelling te veranderen, dat wil zeggen zonder het type substantie in kwestie te wijzigen.

Deze veranderingen hebben te maken met veranderingen in de aggregatietoestand van materie (stevig, vloeistof, gasvormig) en andere fysieke eigenschappen (kleur, dikte, magnetisme, enzovoort).

Fysieke veranderingen zijn meestal omkeerbaar omdat ze de vorm of toestand van de materie veranderen, maar niet de samenstelling ervan. Bijvoorbeeld bij het koken Water We kunnen een vloeistof in een gas veranderen, maar de resulterende damp bestaat nog steeds uit watermoleculen. Als we het water bevriezen, gaat het naar de vaste toestand, maar het is nog steeds chemisch dezelfde stof.

Chemische veranderingen veranderen de verdeling en binding van de atomen van materie, waardoor ze op een andere manier worden gecombineerd, waardoor stoffen worden verkregen die verschillen van de oorspronkelijke, hoewel altijd in dezelfde proportieOmdat materie niet kan worden gemaakt of vernietigd, alleen getransformeerd.

Als we bijvoorbeeld water (H2O) en kalium (K) laten reageren, krijgen we twee nieuwe stoffen: kaliumhydroxide (KOH) en waterstof (H2). Dit is een reactie waarbij normaal gesproken veel energie vrijkomt en daarom erg gevaarlijk is.

Kenmerken van een chemische reactie

Chemische reacties zijn over het algemeen onomkeerbare processen, dat wil zeggen dat ze de vorming of vernietiging van chemische verbindingen tussen de moleculen van de reagentia, waardoor een verlies of winst van energie ontstaat.

Bij een chemische reactie wordt materie diep getransformeerd, hoewel deze hersamenstelling soms niet met het blote oog te zien is. Toch kunnen de verhoudingen van de reactanten worden gemeten, wat wordt afgehandeld door stoichiometrie.

Aan de andere kant genereren chemische reacties bepaalde producten, afhankelijk van de aard van de reactanten, maar ook van de omstandigheden waarin de reactie plaatsvindt.

Een ander belangrijk punt bij chemische reacties is de snelheid waarmee ze plaatsvinden, aangezien de controle van hun snelheid essentieel is voor hun gebruik in de industrie, medicijnen enz. In die zin zijn er methoden om de snelheid van een chemische reactie te verhogen of te verlagen.

Een voorbeeld is het gebruik van katalysatoren, stoffen die de snelheid van chemische reacties verhogen. Deze stoffen nemen niet deel aan de reacties, ze regelen alleen de snelheid waarmee ze optreden. Er zijn ook stoffen die remmers worden genoemd en die op dezelfde manier worden gebruikt, maar het tegenovergestelde effect hebben, dat wil zeggen dat ze reacties vertragen.

Hoe wordt een chemische reactie weergegeven?

Chemische reacties worden weergegeven door chemische vergelijkingen, dat wil zeggen, formules waarin de deelnemende reagentia en de verkregen producten worden beschreven, vaak met vermelding van bepaalde omstandigheden die inherent zijn aan de reactie, zoals de aanwezigheid van warmte, katalysatoren, licht, enz.

De eerste chemische vergelijking in de geschiedenis werd in 1615 opgesteld door Jean Begin, in een van de eerste verhandelingen over chemie, de Tyrocinium Chymicum. Tegenwoordig zijn ze van gemeenschappelijke leer en dankzij hen kunnen we gemakkelijker visualiseren wat er in een bepaalde reactie gebeurt.

De algemene manier om een ​​chemische vergelijking weer te geven is:

Waar:

• A en B zijn de reactanten.
• C en D zijn de producten.
• naar, B, C ja D zijn de stoichiometrische coëfficiënten (het zijn getallen die de hoeveelheid reactanten en producten aangeven) die moeten worden aangepast zodat er dezelfde hoeveelheid van elk element in de reactanten en in de producten is. Op deze manier wordt voldaan aan de wet van behoud van de mis (die stelt dat de massa- het wordt niet gemaakt of vernietigd, het transformeert alleen).

Bij een chemische reactie herschikken de atomen om nieuwe stoffen te vormen.

Typen en voorbeelden van chemische reacties

Chemische reacties kunnen worden ingedeeld naar het type reactanten dat reageert. Op basis hiervan kunnen anorganische chemische reacties en organisch chemische reacties worden onderscheiden. Maar eerst is het belangrijk om enkele symbolen te kennen die worden gebruikt om deze reacties weer te geven door middel van chemische vergelijkingen:

Anorganische reacties. Bij betrekken anorganische verbindingen, en kan als volgt worden ingedeeld:

• Volgens het type transformatie.
  • Synthese- of additiereacties. Twee stoffen combineren om te resulteren in een andere stof. Bijvoorbeeld:
    
  • Ontledingsreacties. Een stof valt uiteen in zijn eenvoudige componenten, of de ene stof reageert met de andere en valt uiteen in andere stoffen die zijn componenten bevatten. Bijvoorbeeld:
    
  • Verdringings- of substitutiereacties. Een verbinding of element neemt de plaats in van een ander in een verbinding, vervangt het en laat het vrij. Bijvoorbeeld:
    
  • Dubbele substitutiereacties. Twee reactanten wisselen verbindingen uit of chemische elementen tegelijkertijd. Bijvoorbeeld:
    
• Afhankelijk van het type en de vorm van de uitgewisselde energie.
  • Endotherme reacties. Warmte wordt geabsorbeerd zodat de reactie kan plaatsvinden. Bijvoorbeeld:
    
  • exotherme reacties. Bij de reactie komt er warmte vrij. Bijvoorbeeld:
    
  • Endolumineuze reacties. Nodig zijn licht om de reactie te laten plaatsvinden. Bijvoorbeeld: fotosynthese.
    
  • Exolumineuze reacties. Bij de reactie wordt licht afgegeven. Bijvoorbeeld:
    
  • Endo-elektrische reacties. Nodig zijn elektrische energie om de reactie te laten plaatsvinden. Bijvoorbeeld:
    
  • Exo-elektrische reacties. Bij de reactie komt elektrische energie vrij of wordt opgewekt. Bijvoorbeeld:
    

    

• Volgens de reactiesnelheid.
  • Trage reacties De hoeveelheid verbruikte reagentia en de hoeveelheid gevormde producten in een bepaalde tijd is erg klein. Bijvoorbeeld: de oxidatie van ijzer. Het is een langzame reactie, die we dagelijks zien bij ijzeren voorwerpen die roestig zijn. Als deze reactie niet traag zou zijn, zouden we in de wereld van vandaag geen erg oude ijzerstructuren hebben.
    
  • Snelle reacties. De hoeveelheid verbruikte reagentia en de hoeveelheid gevormde producten in een bepaalde tijd is groot. Bijvoorbeeld: de reactie van natrium met water is een reactie die niet alleen snel optreedt, maar ook zeer gevaarlijk is.
    
• Afhankelijk van het type deeltje dat erbij betrokken is.
  • reacties zuur-base. worden overgedragen protonen (H+). Bijvoorbeeld:
    
  • Oxidatie-reductiereacties. worden overgedragen elektronen. Bij dit type reactie moeten we kijken naar het oxidatiegetal van de betrokken elementen. Als het oxidatiegetal van een element toeneemt, wordt het geoxideerd, als het afneemt, wordt het verminderd. Bijvoorbeeld: in deze reactie wordt ijzer geoxideerd en kobalt gereduceerd.
    
• Volgens de richting van de reactie.
  • Omkeerbare reacties. Ze gaan beide kanten op, dat wil zeggen, de producten kunnen weer de reactanten worden. Bijvoorbeeld:
    
  • Onomkeerbare reacties. Ze komen maar in één opzicht voor, dat wil zeggen, de reactanten worden omgezet in producten en het tegenovergestelde proces kan niet plaatsvinden. Bijvoorbeeld:
    

Organische reacties. Het gaat om organische verbindingen, die verband houden met de basis van het leven. Ze zijn afhankelijk van het type organische verbinding voor hun classificatie, aangezien elke functionele groep een reeks specifieke reacties heeft. Bijvoorbeeld alkanen, alkenen, alkynen, alcoholen, ketonen, aldehyden, ethers, esters, nitrillen, enz.

Enkele voorbeelden van reacties van organische verbindingen zijn:

• Halogenering van alkanen. Een waterstof van het alkaan wordt vervangen door het overeenkomstige halogeen.
  
• Verbranding van alkanen. Alkanen reageren met zuurstof om te geven kooldioxide en water. Bij dit type reactie komt een grote hoeveelheid energie vrij.
  
• Halogenering van alkenen. Twee van de waterstofatomen die aanwezig zijn op de koolstoffen die de dubbele binding vormen, worden vervangen.
  
• Hydrogenering van alkenen. Aan de dubbele binding worden twee waterstofatomen toegevoegd, waardoor het overeenkomstige alkaan ontstaat. Deze reactie vindt plaats in aanwezigheid van katalysatoren zoals platina, palladium of nikkel.
  

Belang van chemische reacties

Zowel fotosynthese als ademhaling zijn voorbeelden van chemische reacties.

Chemische reacties zijn fundamenteel voor het bestaan ​​en het begrip van de wereld zoals wij die kennen. De veranderingen die materie ondergaat onder natuurlijke of kunstmatige omstandigheden (en die vaak waardevolle materialen opleveren) zijn slechts een voorbeeld. Het grootste bewijs van het belang van chemische reacties is het leven zelf, in al zijn uitingen.

Het bestaan ​​van levende wezens van alle soorten is alleen mogelijk dankzij het reactievermogen van materie, waardoor de eerste cellulaire levensvormen energie met hun omgeving konden uitwisselen via metabolische routes, dat wil zeggen door opeenvolgingen van chemische reacties die meer bruikbare energie opleverden dan verbruikt.

In ons dagelijks leven is bijvoorbeeld de ademen Het is samengesteld uit meerdere chemische reacties, die ook aanwezig zijn in de fotosynthese van de planten.

Snelheid van een chemische reactie

Voor chemische reacties is een bepaalde tijd nodig, die varieert afhankelijk van de aard van de reactanten en de omgeving waarin de reactie plaatsvindt.

Factoren die de snelheid van chemische reacties beïnvloeden zijn over het algemeen:

• Temperatuurstijging Hoge temperaturen hebben de neiging om de snelheid van chemische reacties te verhogen.
• Verhoogde druk. Het verhogen van de druk verhoogt meestal de snelheid van chemische reacties. Dit gebeurt meestal wanneer stoffen die gevoelig zijn voor drukveranderingen, zoals gassen, reageren. In het geval van vloeistoffen en vaste stoffen veroorzaken drukveranderingen geen significante veranderingen in de snelheid van hun reacties.
• Aggregatietoestand waarin de reagentia zich bevinden. Vaste stoffen hebben de neiging langzamer te reageren dan vloeistoffen of gassen, hoewel de snelheid ook afhangt van de reactiviteit van elke stof.
• Gebruik van katalysatoren (stoffen die worden gebruikt om de snelheid van chemische reacties te verhogen). Deze stoffen nemen niet deel aan de reacties, ze regelen alleen de snelheid waarmee ze optreden. Er zijn ook stoffen die remmers worden genoemd en die op dezelfde manier worden gebruikt, maar het tegenovergestelde effect hebben, dat wil zeggen dat ze reacties vertragen.
• Lichtenergie (Licht). Sommige chemische reacties worden versneld wanneer er licht op schijnt.
• Reagensconcentratie. De meeste chemische reacties vinden sneller plaats als ze een hoge concentratie van hun reagentia hebben.