Å studere kjemiske reaksjoner og forholdene som påvirker progresjonen deres, er hovedproblemet for hele fagområdet kjemi. En kjemisk reaksjon er dannelsen av ett eller flere nye stoffer fra en eller flere eksisterende; førstnevnte kalles produkter og sistnevnte reaktanter.
Ofte er målet for kjemikere å, ja, lage ting. Formelt er denne prosessen kjent som syntese, og den forekommer uten menneskelig innspill i kroppen i form av biosyntese. Reaksjonene knyttet til å skape en ny forbindelse fra flere eksisterende stoffer kalles syntese reaksjoner, og eksempler på disse florerer i hverdagen, fra industrielle miljøer til akademiske kjemilaboratorier.
Typer kjemiske reaksjoner
De fem grunnleggende typer kjemiske reaksjoner er kort beskrevet nedenfor. Noen reaksjoner kan være av mer enn en type, som du snart vil se.
- Nedbrytningsreaksjon: Denne typen reaksjon har den generelle formen AB → EN + B. Et eksempel er nedbrytningen av hydrogenperoksid i vann og oksygen: 2H2O2 → 2H2O + O2.
- Forbrenningsreaksjon: I disse reaksjonene reagerer en reaktant, kalt drivstoff, med oksygengass, O 2 (ett oksygenatom bundet til et annet). Ofte er resultatet synlig som ild.
- Enkel forskyvning (eller enkelt erstatning) reaksjon: Disse reaksjonene involverer en reaktant som "poaching" fra en annen. Den generelle formen er EN + F.Kr. → AB + C.
- Dobbel forskyvning (eller dobbel erstatning) reaksjon: Dette er "handler" av skjemaet AB + CD → AD + F.Kr..
- Syntese reaksjon (også kalt a kombinasjon eller sammensetning reaksjon): En reaksjon av den generelle formen EN + B → AB. Et eksempel er syntesen av kalsiumkarbonat fra kalsiumoksid og karbondioksid: CaO + CO2 → CaCO3.
Syntese-reaksjon: generell ligning
Som du så, er syntesereaksjonen "ordligning" (ved hjelp av bokstaver for å representere uspesifiserte atomer eller molekyler) EN + B → AB. A og B kan bestå av enkeltelementer, enten alene som ioner (slik som Na+) eller som diatomiske molekyler (slik som Cl2). En eller begge kan også bestå av molekylære grupper, f.eks. NO3–).
- Syv elementer finnes naturlig som diatomiske molekyler: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, og jeg2.
Noen ganger vil komposisjonsreaksjoner inkludere mer enn to elementer og anta formen EN + B + C → ABC.
Syntese-reaksjonseksempler i hverdagen
Hvis noen ba om en liste over kjemiske reaksjoner i hverdagen, eller til og med, bare si en liste over eksempler på enkelterstatningsreaksjoner i hverdagen, kunne en erfaren kjemiker fortsette en veldig lang tid! Men å begrense diskusjonen til syntesereaksjonseksempler alene ødelegger knapt moroa. Noen få vanlige slike reaksjoner er beskrevet nedenfor.
- To av stoffene du allerede har sett sammen, danner vanlig bordsalt, natriumklorid: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- Reaksjonen av kalsiumoksyd og karbondioksid ovenfor er et eksempel på en klasse av syntesereaksjoner som involverer metalloksider kombinert med CO2 for å produsere det tilsvarende metalliske karbonatet.
- Magnesiummetall og oksygengass kombineres for å danne magnesiumoksid: 2Mg + O2 → 2MgO. Dette er også en forbrenningsreaksjon og gjelder forskjellige andre metaller.
- Syntesen av sinkoksid (praktisk for å forhindre solbrenthet i nesen) er en syntesereaksjon som også innebærer oksidasjon, eller tap av elektroner, ofte som et resultat av interaksjon med oksygen. Den balanserte reaksjonen for denne syntesen er 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Kaliumklorid reagerer med vanlig oksygengass for å produsere kaliumklorat. Dette er også et eksempel på en generell prosess - kombinasjonen av oksygen og en binært klorid for å produsere et klorat av metallet: KCl + O2 → KClO3.