A kémiai reakciók és azok előrehaladását befolyásoló állapotok tanulmányozása a kémia teljes tudományágának legfőbb gondja. A kémiai reakció egy vagy több új anyag létrehozása egy vagy több meglévő anyagból; előbbieket termékeknek, utóbbiakat pedig reagenseknek nevezzük.
Gyakran a vegyészek célja a dolgok elkészítése. Formálisan ez a folyamat szintézis néven ismert, és emberi szervezet nélkül, bioszintézis formájában történik. Azokat a reakciókat hívjuk meg, amelyek egy új vegyület több létező anyagból történő létrehozásával járnak szintézisreakciók, és ezekre a mindennapi életben rengeteg példa van, az ipari környezetektől kezdve az akadémiai kémiai laboratóriumokig.
A kémiai reakciók típusai
Az alábbiakban röviden részletezzük a kémiai reakciók öt alaptípusát. Néhány reakció többféle lehet, amint hamarosan meglátja.
- Bomlási reakció: Ez a fajta reakció általános AB → A + B. Példa erre a hidrogén-peroxid vízben és oxigénben történő bomlása: 2H2O2 → 2H2O + O2.
- Égési reakció: Ezekben a reakciókban az egyik reaktáns, az úgynevezett tüzelőanyag, reagál oxigéngázzal, O 2 (az egyik oxigénatom kapcsolódik a másikhoz). Az eredmény gyakran tűzként látható.
- Egyetlen helyettesítési (vagy egyszeres helyettesítési) reakció: Ezek a reakciók magukban foglalják az egyik reagens "orvvadászatát" a másiktól. Az általános forma az A + időszámításunk előtt → AB + C.
- Kettős elmozdulás (vagy kettős helyettesítés) reakció: Ezek a forma "kereskedelmei" AB + CD → HIRDETÉS + időszámításunk előtt.
- Szintézis reakció (más néven a kombináció vagy fogalmazás reakció): általános formájú reakció A + B → AB. Példa erre a kalcium-karbonát szintézise kalcium-oxidból és szén-dioxidból: CaO + CO2 → CaCO3.
Szintézisreakció: Általános egyenlet
Amint látta, a "szóegyenlet" szintézisreakció (betűkkel jelöli a nem meghatározott atomokat vagy molekulákat) A + B → AB. A és B egyetlen elemből állhatnak, akár önmagukban, mint ionok (például Na+) vagy diatomiás molekulákként (például Cl2). Az egyik vagy mindkettő molekuláris csoportokból is állhat, például NO3–).
- Hét elem természetesen megtalálható diatomiás molekulaként: H2, N2, O2, F2Cl2, Br2, és én2.
Előfordul, hogy a kompozíciós reakciók kettőnél több elemet tartalmaznak, és a formát veszik fel A + B + C → ABC.
Szintézisreakciós példák a mindennapi életben
Ha valaki kért kémiai reakciók listáját a mindennapi életben, vagy mondjuk csak felsorolást a mindennapi életben egyszeri helyettesítéssel járó reakció példák, egy tapasztalt vegyész folytathatja egy nagyon hosszú idő! De a vita pusztán a szintézisreakciókra való korlátozása aligha rontja el a szórakozást. Néhány általános reakciót az alábbiakban ismertetünk.
- A már látott anyagok közül kettő együtt szokásos konyhasóvá, nátrium-kloriddá alakul: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- A kalcium-oxid és a szén-dioxid fenti reakciója egy példa a szintézisreakciók olyan osztályára, amely magában foglalja a fém-oxidokat CO-val kombinálva2 a megfelelő fémes karbonát előállításához.
- A fémmagnézium és az oxigéngáz egyesülve magnézium-oxidot képez: 2Mg + O2 → 2MgO. Ez szintén égési reakció és számos más fémre vonatkozik.
- A cink-oxid szintézise (hasznos az orr leégésének megakadályozására) egy szintézisreakció, amely oxidációval vagy elektronvesztéssel is jár, gyakran oxigénnel való kölcsönhatás eredményeként. A szintézis kiegyensúlyozott reakciója 2Zn + O2 → 2ZnO.
- A kálium-klorid a szokásos oxigéngázzal reagálva kálium-klorátot képez. Ez is egy példa egy általános folyamatra - az oxigén és a kombinációja bináris klorid a fém klorátjának előállításához: KCl + O2 → KClO3.