Keemiline reaktsioon on algaine (reagendi) muundumine teiseks, mille käigus aatomite tuumad jäävad muutumatuks, kuid toimub elektronide ja tuumade ümberjaotumise protsess. Sellise reaktsiooni tulemusena ei muutu mitte ainult aatomituumade arv, vaid ka keemiliste elementide isotoopkoostis.
Keemiliste reaktsioonide omadused
Reaktsioonid tekivad kas reaktiivide segamisel või füüsilisel kokkupuutel või iseenesest või temperatuuri tõstmise või katalüsaatorite kasutamise või valgusega kokkupuute teel jne.
Aineses toimuvad keemilised protsessid erinevad suuresti füüsikalistest protsessidest ja tuumamuutustest. Füüsikaline protsess eeldab koostise säilimist, kuid agregatsiooni vorm või olek võib muutuda. Keemilise reaktsiooni tulemuseks on uus aine, millel on eriomadused, mis erinevad oluliselt reagentidest. Kuid väärib märkimist, et keemiliste protsesside käigus ei moodustu kunagi uute elementide aatomeid: see on tingitud asjaolust, et kõik transformatsioonid toimuvad ainult elektronkihis ja mitte.mõjutavad südamikku. Tuumareaktsioonid muudavad kõigi selles protsessis osalevate elementide tuuma aatomeid, mis on uute aatomite moodustumise põhjus.
Keemiliste reaktsioonide kasutamine
Keemilised reaktsioonid aitavad saada peaaegu kõiki aineid, mida leidub looduses piiratud koguses või üldse mitte. Keemiliste protsesside abil on võimalik sünteesida uusi tundmatuid aineid, mis võivad inimesele tema elus kasulikud olla.
Keskkonnale ja kõikidele looduslikele protsessidele kemikaalidega mõjumatu ja vastutustundetu mõjutus võib aga oluliselt häirida olemasolevaid looduslikke ringe, mis tõstab keskkonnateema esiplaanile ning paneb mõtlema loodusvarade ratsionaalsele kasutamisele ja säilitamisele. keskkonnast.
Keemiliste reaktsioonide klassifikatsioon
Keemiliste reaktsioonide rühmi on palju: faasipiiride olemasolu, oksüdatsiooniastme muutused, termiline efekt, reaktiivide muundumise tüüp, voolu suund, katalüsaatori osalus ja spontaansuse kriteerium.
Selles artiklis käsitleme ainult voolusuunalist rühma.
Keemilised reaktsioonid voolu suunas
Keemilisi reaktsioone on kahte tüüpi – pöördumatud ja pöörduvad. Pöördumatud keemilised reaktsioonid on need, mis kulgevad ainult ühes suunas ja lõppevadmis on reagentide muundamine reaktsiooniproduktideks. Nende hulka kuuluvad põlemine ja reaktsioonid, millega kaasneb gaasi või setete moodustumine – teisisõnu need, mis kulgevad "lõpuni".
Pööratav – need on keemilised reaktsioonid, mis kulgevad korraga kahes suunas, üksteise vastas. Pööratavate reaktsioonide kulgu näitavates võrrandites asendatakse võrdusmärk eri suundades osutavate nooltega. See tüüp jaguneb otse- ja pöördreaktsioonideks. Kuna pöörduva reaktsiooni lähteained tarbitakse ja tekivad üheaegselt, ei muutu need täielikult reaktsioonisaaduseks, mistõttu on tavaks öelda, et pöörduvad reaktsioonid ei lähe lõpuni. Pöörduva reaktsiooni tulemuseks on reagentide ja reaktsioonisaaduste segu.
Reaktiivide pöörduvate (nii otseste kui ka vastupidiste) interaktsioonide kulgu võivad mõjutada rõhk, reaktiivide kontsentratsioon, temperatuur.
Edasi ja tagasi reaktsioonikiirused
Kõigepe alt tasub mõista mõisteid. Keemilise reaktsiooni kiirus on aine kogus, mis reaktsioonisse siseneb või selle käigus tekib ajaühikus ruumalaühiku kohta.
Kas pöördreaktsiooni kiirus sõltub mõnest tegurist ja kas seda saab kuidagi muuta?
Saad. On viis peamist tegurit, mis võivad muuta edasi- ja tagurpidi reaktsioonide voolukiirust:
- ainekontsentratsioon,
- reaktiivide pindala,
- rõhk,
- katalüsaatori olemasolu või puudumine,
- temperatuur.
Definitsiooni järgi saad valemi: ν=ΔС/Δt, milles ν on reaktsiooni kiirus, ΔС on kontsentratsiooni muutus, Δt on reaktsiooni aeg. Kui võtta reaktsiooniaeg konstantseks väärtuseks, siis selgub, et selle voolukiiruse muutus on otseselt võrdeline reaktiivide kontsentratsiooni muutusega. Seega leiame, et reaktsioonikiiruse muutus on samuti otseselt proportsionaalne reagentide pindalaga, mis on tingitud reaktiivosakeste arvu suurenemisest ja nende vastastikmõjust. Sama mõjutavad ka temperatuurimuutused. Olenev alt selle suurenemisest või vähenemisest aineosakeste kokkupõrge kas suureneb või väheneb, mille tulemusena muutub otse- ja pöördreaktsioonide voolukiirus.
Millist mõju avaldab rõhu muutus reagentidele? Rõhu muutused mõjutavad reaktsiooni kiirust ainult gaasilises keskkonnas. Selle tulemusena suureneb kiirus võrdeliselt rõhu muutustega.
Katalüsaatori mõju reaktsioonide, sealhulgas otse- ja pöördreaktsioonide kulgemisele on peidus katalüsaatori definitsioonis, mille põhifunktsiooniks on just samasugune reaktiivide koostoime kiiruse suurendamine.
