At studere kemiske reaktioner og de forhold, der påvirker deres progression, er det største anliggende for hele kemiens disciplin. En kemisk reaktion er oprettelsen af et eller flere nye stoffer fra en eller flere eksisterende stoffer; de førstnævnte kaldes produkter og de sidstnævnte reaktanter.
Ofte er kemikernes mål at, ja, lave ting. Formelt er denne proces kendt som syntese, og den forekommer uden menneskelig input i kroppen i form af biosyntese. Reaktionerne forbundet med at skabe en ny forbindelse fra flere eksisterende stoffer kaldes syntese reaktionerog eksempler på disse findes i overflod i hverdagen, fra industrielle omgivelser til akademiske kemilaboratorier.
Typer af kemiske reaktioner
De fem basistyper af kemiske reaktioner er kort beskrevet nedenfor. Nogle reaktioner kan være af mere end en type, som du snart vil se.
- Nedbrydningsreaktion: Denne form for reaktion har den generelle form AB → EN + B. Et eksempel er nedbrydning af hydrogenperoxid i vand og ilt: 2H2O2 → 2H2O + O2.
- Forbrændingsreaktion: I disse reaktioner reagerer en reaktant, kaldet brændstof, med iltgas, O2 (et iltatom bundet til et andet). Ofte er resultatet synligt som ild.
- Enkelt forskydningsreaktion (eller enkeltudskiftning) reaktion: Disse reaktioner involverer en reaktant "poaching" fra en anden. Den generelle form er EN + F.Kr. → AB + C.
- Dobbelt forskydning (eller dobbelt udskiftning) reaktion: Disse er "handler" af formularen AB + CD → AD + F.Kr..
- Syntese reaktion (også kaldet a kombination eller sammensætning reaktion): En reaktion af den generelle form EN + B → AB. Et eksempel er syntesen af calciumcarbonat fra calciumoxid og carbondioxid: CaO + CO2 → CaCO3.
Syntese Reaktion: Generel ligning
Som du så, er syntesereaktionen "ordligning" (ved hjælp af bogstaver til at repræsentere uspecificerede atomer eller molekyler) EN + B → AB. A og B kan bestå af enkeltelementer, enten alene som ioner (såsom Na+) eller som diatomiske molekyler (såsom Cl2). En eller begge kan også bestå af molekylære grupper, fx NO3–).
- Syv grundstoffer findes naturligt som diatomiske molekyler: H2, N2, O2, F2Cl2, Br2, og jeg2.
Lejlighedsvis vil kompositionsreaktioner omfatte mere end to elementer og antage formen EN + B + C → ABC.
Eksempler på syntesereaktion i hverdagen
Hvis nogen bad om en liste over kemiske reaktioner i hverdagen, eller endda bare en liste over eksempler på en enkelt udskiftningsreaktion i hverdagen, kunne en erfaren kemiker fortsætte meget lang tid! Men at begrænse diskussionen til syntesereaktionseksempler alene ødelægger næppe sjovt. Et par almindelige sådanne reaktioner er beskrevet nedenfor.
- To af de stoffer, du allerede har set, kombineres til almindeligt bordsalt, natriumchlorid: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- Reaktionen af calciumoxid og carbondioxid ovenfor er et eksempel på en klasse af syntesereaktioner, der involverer metaloxider kombineret med CO2 til fremstilling af det tilsvarende metalliske carbonat.
- Magnesiummetal og iltgas kombineres til dannelse af magnesiumoxid: 2Mg + O2 → 2MgO. Dette er også en forbrændingsreaktion og gælder for forskellige andre metaller.
- Syntesen af zinkoxid (praktisk til forebyggelse af næsesolforbrændinger) er en syntesereaktion, der også involverer oxidation eller tab af elektroner, ofte som et resultat af interaktion med ilt. Den afbalancerede reaktion for denne syntese er 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Kaliumchlorid reagerer med almindelig iltgas for at producere kaliumchlorat. Dette er også et eksempel på en generel proces - kombinationen af ilt og en binært klorid til fremstilling af et chlorat af metallet: KCl + O2 → KClO3.