Preučevanje kemijskih reakcij in pogojev, ki vplivajo na njihovo napredovanje, je glavna skrb celotne kemijske discipline. Kemična reakcija je tvorjenje ene ali več novih snovi iz ene ali več obstoječih; prvi se imenujejo izdelki, drugi pa reaktanti.
Pogosto je cilj kemikov prav, da stvari izdelujejo. Formalno je ta proces znan kot sinteza in se zgodi brez človeškega vnosa v telo v obliki biosinteze. Imenujejo se reakcije, povezane z ustvarjanjem nove spojine iz več obstoječih snovi sintezne reakcije, primerov pa je veliko v vsakdanjem življenju, od industrijskih okolij do akademskih kemijskih laboratorijev.
Vrste kemičnih reakcij
Pet osnovnih vrst kemijskih reakcij je na kratko podrobno opisanih spodaj. Nekatere reakcije so lahko več vrst, kot boste kmalu videli.
- Reakcija razgradnje: Ta vrsta reakcije ima splošno obliko AB → A + B. Primer je razgradnja vodikovega peroksida v vodo in kisik: 2H2O2 → 2H2O + O2.
- Reakcija izgorevanja: V teh reakcijah reagent, imenovan gorivo, reagira s kisikovim plinom, O2 (en atom kisika je vezan na drugega). Rezultat je pogosto viden kot ogenj.
- Reakcija enkratnega izpodrivanja (ali enkratne zamenjave): Te reakcije vključujejo en reaktant, ki se "lovi" od drugega. Splošna oblika je A + Pr → AB + C.
- Reakcija dvojnega premika (ali dvojne zamenjave): To so "menjave" oblike AB + CD → AD + Pr.
- Reakcija sinteze (imenovana tudi a kombinacija ali sestava reakcija): reakcija splošne oblike A + B → AB. Primer je sinteza kalcijevega karbonata iz kalcijevega oksida in ogljikovega dioksida: CaO + CO2 → CaCO3.
Reakcija sinteze: Splošna enačba
Kot ste videli, je sintezna reakcija "enačba besede" (z uporabo črk za predstavitev nedoločenih atomov ali molekul) A + B → AB. A in B sta lahko sestavljena iz posameznih elementov, bodisi samih kot ioni (kot je Na+) ali kot dvoatomske molekule (kot je Cl2). Ena ali oba sta lahko tudi iz molekularnih skupin, npr. NO3–).
- Sedem elementov naravno najdemo kot dvoatomske molekule: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, in jaz2.
Občasno bodo reakcije sestave vključevale več kot dva elementa in bodo imele obliko A + B + C → ABC.
Primeri sinteznih reakcij v vsakdanjem življenju
Če bi nekdo prosil za seznam kemičnih reakcij v vsakdanjem življenju ali, recimo, samo za seznam primere reakcije z enkratno zamenjavo v vsakdanjem življenju bi izkušeni kemik lahko nadaljeval zelo dolgo časa! Toda omejevanje razprave na primere sintezne reakcije skoraj ne pokvari zabave. Nekaj pogostih takšnih reakcij je opisanih spodaj.
- Dve snovi, ki ste jih že videli, se skupaj tvorita navadna kuhinjska sol, natrijev klorid: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- Zgornja reakcija kalcijevega oksida in ogljikovega dioksida je primer razreda sinteznih reakcij, ki vključujejo kovinske okside, ki se kombinirajo s CO2 da dobimo ustrezen kovinski karbonat.
- Kovinski magnezij in plin v kisiku skupaj tvorita magnezijev oksid: 2Mg + O2 → 2MgO. To je tudi reakcija zgorevanja in velja za različne druge kovine.
- Sinteza cinkovega oksida (priročna za preprečevanje opeklin v nosu) je sintezna reakcija, ki vključuje tudi oksidacijo ali izgubo elektronov, pogosto zaradi interakcije s kisikom. Uravnotežena reakcija te sinteze je 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Kalijev klorid reagira z običajnim kisikovim plinom in tvori kalijev klorat. To je tudi primer splošnega postopka - kombinacije kisika in a binarni klorid da dobimo kovinski klorat: KCl + O2 → KClO3.