Het bestuderen van chemische reacties en de omstandigheden die hun voortgang beïnvloeden, is de belangrijkste zorg van de hele discipline van de chemie. Een chemische reactie is het ontstaan van een of meer nieuwe stoffen uit een of meer bestaande; de eerste worden producten genoemd en de laatste reactanten.
Vaak is het doel van chemici om, nou ja, dingen te maken. Formeel staat dit proces bekend als synthese en het vindt plaats zonder menselijke inbreng in het lichaam in de vorm van biosynthese. De reacties die gepaard gaan met het maken van een nieuwe verbinding uit meerdere bestaande stoffen worden genoemd synthese reacties, en voorbeelden hiervan zijn er in overvloed in het dagelijks leven, van industriële omgevingen tot academische chemielaboratoria.
Soorten chemische reacties
De vijf basistypen van chemische reacties worden hieronder kort beschreven. Sommige reacties kunnen van meer dan één type zijn, zoals je snel zult zien.
- Ontledingsreactie: Dit soort reactie heeft de algemene vorm:
AB → EEN + B. Een voorbeeld is de ontleding van waterstofperoxide in water en zuurstof: 2H2O2 → 2H2O + O2.
- Verbrandingsreactie: bij deze reacties reageert één reactant, een brandstof genaamd, met zuurstofgas, O2 (het ene zuurstofatoom is aan het andere gebonden). Vaak is het resultaat zichtbaar als vuur.
- Enkele verdringingsreactie (of enkele vervangingsreactie): deze reacties omvatten het "stroperij" van de ene reactant van de andere. De algemene vorm is EEN + BC → AB + C.
- Dubbele verplaatsing (of dubbele vervanging) reactie: Dit zijn "trades" van de vorm AB + CD → ADVERTENTIE + BC.
- Synthesereactie (ook wel a combinatie of samenstelling reactie): Een reactie van de algemene vorm EEN + B → AB. Een voorbeeld is de synthese van calciumcarbonaat uit calciumoxide en koolstofdioxide: CaO + CO2 → CaCO3.
Synthesereactie: algemene vergelijking
Zoals je zag, is de synthesereactie "woordvergelijking" (met letters om niet-gespecificeerde atomen of moleculen weer te geven) EEN + B → AB. A en B kunnen uit afzonderlijke elementen bestaan, hetzij alleen als ionen (zoals Na+) of als diatomische moleculen (zoals Cl2). Een of beide kunnen ook uit moleculaire groepen bestaan, bijvoorbeeld NO3–).
- Zeven elementen worden van nature gevonden als diatomische moleculen: H2, Nee2, O2, F2, Cl2, Br2, en ik2.
Af en toe zullen compositiereacties meer dan twee elementen bevatten en de vorm aannemen EEN + B + C → ABC.
Voorbeelden van synthesereacties in het dagelijks leven
Als iemand vroeg om een lijst van chemische reacties in het dagelijks leven, of zelfs, laten we zeggen, slechts een lijst van enkele vervangingsreactievoorbeelden in het dagelijks leven, een ervaren chemicus kan heel lang doorgaan lange tijd! Maar de discussie beperken tot voorbeelden van synthesereacties alleen bederft de pret nauwelijks. Een paar veelvoorkomende dergelijke reacties worden hieronder beschreven.
- Twee van de stoffen die je al hebt gezien vormen samen gewoon keukenzout, natriumchloride: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- De bovenstaande reactie van calciumoxide en koolstofdioxide is een voorbeeld van een klasse van synthesereacties waarbij metaaloxiden worden gecombineerd met CO2 om het overeenkomstige metallische carbonaat te produceren.
- Magnesiummetaal en zuurstofgas vormen samen magnesiumoxide: 2Mg + O2 → 2MgO. Dit is ook een verbrandingsreactie en geldt voor verschillende andere metalen.
- De synthese van zinkoxide (handig om verbranding door de neus te voorkomen) is een synthesereactie waarbij ook sprake is van oxidatie, of het verlies van elektronen, vaak als gevolg van interactie met zuurstof. De uitgebalanceerde reactie voor deze synthese is 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Kaliumchloride reageert met gewoon zuurstofgas om kaliumchloraat te produceren. Dit is ook een voorbeeld van een algemeen proces – de combinatie van zuurstof en a binair chloride om een chloraat van het metaal te produceren: KCl + O2 → KClO3.
