מה קורה לאגדות כימיות במהלך תגובות כימיות

במהלך תגובות כימיות, הקשרים המחזיקים מולקולות יחד מתפרקים ויוצרים קשרים חדשים, ומסדרים מחדש אטומים לחומרים שונים. כל קשר דורש כמות אנרגיה ברורה כדי להישבר או להיווצר; ללא אנרגיה זו, התגובה אינה יכולה להתקיים, והמגיבים נותרים כשהיו. לאחר סיום התגובה, יתכן שהיא לקחה אנרגיה מהסביבה שמסביב, או הכניסה לתוכה יותר אנרגיה.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

תגובות כימיות מפרקות את הרצועות המחזיקות מולקולות יחד.

קשרים כימיים הם צרורות של כוחות חשמליים המחזיקים אטומים ומולקולות יחד. כימיה כוללת כמה סוגים שונים של קשרים. לדוגמא, קשר המימן הוא משיכה חלשה יחסית הכוללת מולקולה נושאת מימן, כמו מים. קשר המימן מהווה צורה של פתיתי שלג ותכונות אחרות של מולקולות מים. קשרים קוולנטיים נוצרים כאשר אטומים חולקים אלקטרונים, והשילוב שנוצר יציב כימית יותר מאשר האטומים כשלעצמם. קשרים מתכתיים מתרחשים בין אטומי מתכת, כגון הנחושת באגורה. האלקטרונים במתכת נעים בקלות בין אטומים; זה הופך את המתכות למוליכות טובות של חשמל וחום.

בכל התגובות הכימיות, האנרגיה נשמרת; הוא לא נוצר ולא נהרס אלא נובע מהקשרים שכבר קיימים או מהסביבה. שימור האנרגיה הוא חוק מבוסס פיסיקה וכימיה. על כל תגובה כימית עליכם להתחשב באנרגיה הקיימת בסביבה, בקשרים של המגיבים, בקשרים של המוצרים ובטמפרטורת המוצרים והסביבה. האנרגיה הכוללת שנמצאת לפני התגובה ואחריה חייבת להיות זהה. לדוגמא, כאשר מנוע רכב שורף בנזין, התגובה משלבת את הבנזין עם חמצן ליצירת פחמן דו חמצני ומוצרים אחרים. זה לא יוצר אנרגיה מאוויר דק; הוא משחרר את האנרגיה המאוחסנת בקשרים של מולקולות בבנזין.

כאשר אתה עוקב אחר האנרגיה בתגובה כימית, תגלה אם התגובה משחררת חום או צורכת אותו. בדוגמה הקודמת לשריפת בנזין, התגובה משחררת חום ומעלה את הטמפרטורה בסביבתה. תגובות אחרות, כמו למשל המסת מלח שולחן במים, צורכות חום, ולכן הטמפרטורה של המים נמוכה מעט יותר לאחר שהמלח מתמוסס. כימאים קוראים לתגובות המייצרות חום אקסותרמיות, ותגובות שצורכות חום הן אנדותרמיות. מכיוון שתגובות אנדותרמיות דורשות חום, הן אינן יכולות להתרחש אלא אם כן קיים מספיק חום עם תחילת התגובה.

תגובות מסוימות, אפילו אקזותרמיות, דורשות אנרגיה רק ​​כדי להתחיל. כימאים קוראים לזה אנרגיית ההפעלה. זה כמו גבעת אנרגיה שהמולקולות חייבות לטפס לפני שהתגובה יוצאת לדרך; אחרי שזה מתחיל, ירידה קלה היא קלה. אם נחזור לדוגמא של שריפת בנזין, תחילה על מנוע הרכב להצית ניצוץ; בלעדיו לא קורה הרבה לבנזין. הניצוץ מספק את אנרגית ההפעלה לשילוב הבנזין עם חמצן.

זרזים הם חומרים כימיים המפחיתים את אנרגיית ההפעלה של תגובה. פלטינה ומתכות דומות, למשל, הן זרזים מצוינים. בממיר הקטליטי במערכת הפליטה של ​​המכונית יש זרז כמו פלטינה. כשעוברים דרכו גזי פליטה, הזרז מגביר את התגובות הכימיות בתרכובות פחמן חד חמצניות וחנקן מזיקות, והופך אותן לפליטה בטוחה יותר. מכיוון שתגובות אינן מנצלות זרז, ממיר זרז יכול לעשות את עבודתו במשך שנים רבות. בביולוגיה, אנזימים הם מולקולות המזרזות תגובות כימיות באורגניזמים חיים. הם משתלבים במולקולות אחרות כדי שהתגובות יכולות להתרחש ביתר קלות.