Η μελέτη των χημικών αντιδράσεων και των συνθηκών που επηρεάζουν την εξέλιξή τους είναι το κύριο μέλημα ολόκληρης της επιστήμης της χημείας. Μια χημική αντίδραση είναι η δημιουργία μιας ή περισσότερων νέων ουσιών από μία ή περισσότερες υπάρχουσες. Τα πρώτα ονομάζονται προϊόντα και τα τελευταία αντιδραστήρια.
Συχνά, ο στόχος των χημικών είναι, λοιπόν, να κάνουν πράγματα. Τυπικά, αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως σύνθεση και συμβαίνει χωρίς ανθρώπινη είσοδο στο σώμα με τη μορφή βιοσύνθεσης. Οι αντιδράσεις που σχετίζονται με τη δημιουργία μιας νέας ένωσης από πολλές υπάρχουσες ουσίες καλούνται αντιδράσεις σύνθεσης, και παραδείγματα αυτών αφθονούν στην καθημερινή ζωή, από βιομηχανικά περιβάλλοντα έως εργαστήρια ακαδημαϊκής χημείας.
Τύποι χημικών αντιδράσεων
Οι πέντε βασικοί τύποι χημικών αντιδράσεων περιγράφονται εν συντομία παρακάτω. Ορισμένες αντιδράσεις μπορεί να έχουν περισσότερους από έναν τύπους, όπως θα δείτε σύντομα.
- Αντίδραση αποσύνθεσης: Αυτό το είδος αντίδρασης έχει τη γενική μορφή ΑΒ → ΕΝΑ + σι. Ένα παράδειγμα είναι η αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο: 2Η2Ο2 → 2Η2Ο + Ο2.
- Αντίδραση καύσης: Σε αυτές τις αντιδράσεις, ένα αντιδραστήριο, που ονομάζεται καύσιμο, αντιδρά με αέριο οξυγόνο, Ο2 (ένα άτομο οξυγόνου συνδέεται με το άλλο). Συχνά το αποτέλεσμα είναι ορατό ως φωτιά.
- Αντίδραση μονής μετατόπισης (ή απλή αντικατάσταση): Αυτές οι αντιδράσεις περιλαμβάνουν ένα αντιδραστήριο "λαθραία" από ένα άλλο. Η γενική μορφή είναι ΕΝΑ + προ ΧΡΙΣΤΟΥ → ΑΒ + ντο.
- Διπλή μετατόπιση (ή διπλή αντικατάσταση) αντίδραση: Πρόκειται για "συναλλαγές" της φόρμας ΑΒ + CD → ΕΝΑ Δ + προ ΧΡΙΣΤΟΥ.
- Σύνθεση αντίδρασης (ονομάζεται επίσης α συνδυασμός ή σύνθεση αντίδραση): Μια αντίδραση της γενικής μορφής ΕΝΑ + σι → ΑΒ. Ένα παράδειγμα είναι η σύνθεση ανθρακικού ασβεστίου από οξείδιο του ασβεστίου και διοξείδιο του άνθρακα: CaO + CO2 → CaCO3.
Αντίδραση σύνθεσης: Γενική εξίσωση
Όπως είδατε, η συνθετική αντίδραση "εξίσωση λέξεων" (χρησιμοποιώντας γράμματα για την αναπαράσταση μη καθορισμένων ατόμων ή μορίων) είναι ΕΝΑ + σι → ΑΒ. Τα Α και Β μπορούν να αποτελούνται από μεμονωμένα στοιχεία, είτε μόνα τους ως ιόντα (όπως Na+ή ως διατομικά μόρια (όπως Cl2). Το ένα ή και τα δύο μπορούν επίσης να αποτελούνται από μοριακές ομάδες, π.χ. ΝΟ3–).
- Επτά στοιχεία βρίσκονται φυσικά ως διατομικά μόρια: Η2Ν2Ο2, ΣΤ2, Cl2Br2, και εγώ2.
Περιστασιακά, οι αντιδράσεις σύνθεσης θα περιλαμβάνουν περισσότερα από δύο στοιχεία και θα λάβουν τη μορφή ΕΝΑ + σι + ντο → ΑΛΦΑΒΗΤΟ.
Παραδείγματα αντίδρασης σύνθεσης στην καθημερινή ζωή
Εάν κάποιος ζήτησε μια λίστα με χημικές αντιδράσεις στην καθημερινή ζωή, ή ακόμη, ας πούμε, απλώς μια λίστα με παραδείγματα αντίδρασης απλής αντικατάστασης στην καθημερινή ζωή, ένας έμπειρος χημικός θα μπορούσε να συνεχίσει για πολύ πολύς καιρός! Αλλά ο περιορισμός της συζήτησης σε παραδείγματα αντίδρασης σύνθεσης μόνο δεν καταστρέφει τη διασκέδαση. Μερικές κοινές τέτοιες αντιδράσεις περιγράφονται παρακάτω.
- Δύο από τις ουσίες που έχετε ήδη δει συνδυάζονται για να σχηματίσουν συνηθισμένο επιτραπέζιο αλάτι, χλωριούχο νάτριο: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- Η αντίδραση του οξειδίου του ασβεστίου και του διοξειδίου του άνθρακα παραπάνω είναι ένα παράδειγμα μιας κατηγορίας αντιδράσεων σύνθεσης που περιλαμβάνουν οξείδια μετάλλων που συνδυάζονται με CO2 για την παραγωγή του αντίστοιχου μεταλλικού ανθρακικού.
- Το μέταλλο μαγνησίου και το αέριο οξυγόνο συνδυάζονται για να σχηματίσουν οξείδιο μαγνησίου: 2Mg + O2 → 2MgO. Αυτή είναι επίσης μια αντίδραση καύσης και ισχύει για διάφορα άλλα μέταλλα.
- Η σύνθεση οξειδίου του ψευδαργύρου (εύχρηστη για την πρόληψη των ηλιακών εγκαυμάτων) είναι μια αντίδραση σύνθεσης που περιλαμβάνει επίσης οξείδωση ή απώλεια ηλεκτρονίων, συχνά ως αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης με οξυγόνο. Η ισορροπημένη αντίδραση για αυτή τη σύνθεση είναι 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Το χλωριούχο κάλιο αντιδρά με συνηθισμένο αέριο οξυγόνο για να παράγει χλωρικό κάλιο. Αυτό είναι επίσης ένα παράδειγμα μιας γενικής διαδικασίας - ο συνδυασμός οξυγόνου και α δυαδικό χλωρίδιο για να παραχθεί ένα χλωρικό άλας του μετάλλου: KCl + O2 → KClO3.
