14 peamist keemilist reaktsiooni



The keemiliste reaktsioonide tüübid võib klassifitseerida energia, kiiruse, muutuste tüübi, modifitseeritud osakeste ja suuna suhtes.

Keemiline reaktsioon sellisena kujutab endast aatomi- või molekulaarset transformatsiooni, mis võib toimuda vedelas, tahkes või gaasilises keskkonnas. See omakorda võib hõlmata füüsikaliste omaduste poolest ümberkonfigureerimist, nagu tahke, muutuva värvi loomine, soojuse vabastamine või neelamine, gaaside tekitamine teiste protsesside hulgas..

Meie ümbritsev maailm koosneb väga erinevatest elementidest, ainetest ja osakestest, mis üksteisega pidevalt suhtlevad. Need muutused asjas või asjade füüsilises olekus on inimkonda reguleerivate protsesside aluseks. Nende tundmine on oluline nende dünaamika ja mõju mõista.

Aineid, mis toimivad selles keemilises muutuses või keemilises nähtuses, nimetatakse reaktantideks või reaktantideks ja tekitatakse teine ​​klass, mis erineb algsetest ühenditest, mida nimetatakse toodeteks. Neid on esindatud võrrandites, mis liiguvad vasakult paremale läbi noole, mis näitab suunda, milles reaktsioon toimub.

Et paremini mõista, kuidas erinevad keemilised reaktsioonid toimivad, on vaja neid klassifitseerida vastavalt konkreetsetele kriteeriumidele. Traditsiooniline viis nende hõlmamiseks on järgmine: seoses energia, kiiruse, muudatuste tüübiga, modifitseeritud osakestega ja suunaga.

Keemiliste reaktsioonide liikide klassifitseerimine

Energia vahetamine

Selles osas kirjeldatakse keemilisi reaktsioone, mis on katalüüsitud, võttes arvesse soojuse vabanemist või imendumist. Selline energia muundamine jaguneb kahte klassi:

  • Eksotermiline. Seda tüüpi reaktsioonid võivad hõlmata teisi, kuna need hõlmavad energia või entalpia vabanemist. Seda täheldatakse kütuste põletamisel, kuna linkide ümberjaotamine võib tekitada valgust, heli, elektrit või soojust. Kuigi nad vajavad murdmiseks soojust, põhjustab elementide kombinatsioon rohkem energiat.
  • Endotermiline. Selline keemiline reaktsioon erineb energia neeldumisest. See soojuse panus on vajalik sidemete katkestamiseks ja soovitud produkti saamiseks. Mõnel juhul ei piisa ümbritseva keskkonna temperatuurist, mistõttu on vajalik segu kuumutada.

Kineetilised reaktsioonid

Kuigi kineetika mõiste on seotud liikumisega, näitab see kontekstis kiirust, millega transformatsioon toimub. Selles mõttes on reaktsioonide liigid järgmised:

  • Lentas. Seda tüüpi reaktsioonid võivad erinevate komponentide vahelise koostoime tõttu kesta tunde ja isegi aastaid.
  • Kiire. Need toimuvad tavaliselt väga kiiresti, mõnest tuhandikust sekundist mõne minutini.

Keemiline kineetika on valdkond, kus uuritakse keemiliste reaktsioonide kiirust erinevates süsteemides või meedias. Seda tüüpi ümberkujundusi võib muuta mitmed tegurid, mille hulgas on võimalik esile tõsta järgmist:

  • Reaktiivi kontsentratsioon. Niikaua kui nende kontsentratsioon on suurem, on reaktsioon kiirem. Kuna enamik keemilisi muutusi toimub lahuses, kasutatakse selleks molaarsust. Molekulide üksteisega kokkupõrke tekitamiseks on oluline määrata moolide kontsentratsioon ja mahuti suurus.
  • Asjaomane temperatuur. Kui protsessi temperatuur tõuseb, saab reaktsioon suurema kiiruse. See kiirendus põhjustab aktiveerimise, mis omakorda võimaldab linkide purunemist. See on kahtlemata kõige tähtsam tegur selles mõttes, mistõttu kiiruse seadused sõltuvad nende kohalolekust või puudumisest.
  • Katalüsaatori olemasolu. Katalüsaatorainete kasutamisel toimub enamik molekulaarseid transformatsioone kiiremini. Lisaks toimivad katalüsaatorid nii toodete kui ka reagentidena, nii et protsessi jaoks on piisav väike annus. Üksikasjalik on see, et iga reaktsioon nõuab spetsiifilist katalüsaatorit.
  • Katalüsaatorite või reaktiivide pindala. Ained, mis kogevad tahke faasi pindala suurenemist, kipuvad olema kiiremini teostatud. See tähendab, et mitmed tükid toimivad aeglasemalt kui sama palju peenpulbrit. Sel põhjusel kantakse nimetatud kompositsiooniga katalüsaatorid.

Reaktsiooni suund

Reaktsioonid toimuvad teatud mõttes sõltuvalt võrrandist, mis näitab, kuidas toimuvate elementide transformatsioon toimub. Teatud keemilised muutused kipuvad samaaegselt esinema ühes suunas või mõlemas. Selle idee järgi võib esineda kahte tüüpi keemilisi nähtusi:

  • Pöördumatud reaktsioonid. Seda tüüpi transformatsiooni puhul ei saa toode enam oma algseisundisse naasta. See tähendab, et ained, mis puutuvad kokku ja eraldavad auru või sadestuvad, jäävad muutumatuks. Sellisel juhul toimub reaktsioon reaktantide ja toodete vahel.
  • Pöördumatud reaktsioonid. Erinevalt eelmisest kontseptsioonist võivad ühendi moodustamiseks kokkupuutuvad ained tagasi pöörduda algseisundisse. Selleks tuleb sageli kasutada katalüsaatorit või soojuse olemasolu. Sellisel juhul toimub reaktsioon toodete ja reaktiivide vahel.

Osakeste muutmine

Selles kategoorias on domineeriv põhimõte vahetus molekulaarsel tasandil, et moodustada ühendeid, millel on teine ​​iseloom. Seetõttu nimetatakse vastavaid reaktsioone järgmiselt:

  • Süntees või kombinatsioon. See stsenaarium hõlmab kahte või enamat ainet, mis kombineeritult tekitavad teistsuguse ja keerulisema toote. Tavaliselt on see esindatud järgmiselt: A + B → AB. Nimiväärtuse poolest on diferentseerumine, kuna kombinatsioonis võib olla mis tahes kaks elementi, samas kui süntees nõuab puhtaid elemente.
  • Lagunemine. Nagu nimigi ütleb, jagatakse selle keemilise muutuse käigus tekkinud toode kaheks või enamaks lihtsamaks aineks. Kasutades oma esindatust, võib täheldada järgmist: AB → A + B. Kokkuvõttes kasutatakse mitme toote saamiseks reagenti.
  • Liikumine või asendamine. Sellises reaktsioonis on ühe elemendi või aatomi asendamine teise ühendiga, mis on reaktiivsem. Seda rakendatakse lihtsa uue toote loomiseks aatomi liigutamisega. Esindust võrrandina võib näha järgmiselt: A + BC → AC + B
  • Topeltasendus või nihutamine. Eelmist keemilist nähtust emuleerides on sel juhul kaks ühendit, mis vahetavad aatomeid, et toota kahte uut ainet. Need valmistatakse tavaliselt vesikeskkonnas koos ioonsete ühenditega, mis tekitavad sadestumist, gaasi või vett. Võrrand näeb välja selline: AB + CD → AD + CB.

Osakeste ülekandmine

Keemilised reaktsioonid esindavad mitut vahetusnähtust, eriti molekulaarsel tasandil. Kui ioon või elektron eraldatakse või absorbeeritakse kahe erineva aine vahel, tekitab see teise klassi, mis on nõuetekohaselt kataloogitud.

Sademed

Sellise reaktsiooni ajal vahetatakse ioonid ühendite vahel. Tavaliselt esineb see vesikeskkonnas koos ioonsete ainetega. Kui protsess algab, kogunevad anioon ja katioon, mis tekitab lahustumatu ühendi. Sademed tekitavad tahkes olekus tooteid.

Hape-alusreaktsioon (prootonid)

Arrheniuse teooria põhjal on hape oma didaktilise olemuse tõttu aine, mis võimaldab protooni vabanemist. Teisest küljest on alus võimeline andma ka hüdroksiiditaolisi ioone. See tähendab, et happelised ained kombineeruvad hüdroksüülrühmaga, moodustades vett ja ülejäänud ioonid moodustavad soola. Seda tuntakse ka neutraliseerimisreaktsioonina.

Oksüdatsiooni- või redoksreaktsioon (elektronid)

Sellist keemilist muutust iseloomustab elektronide ülekandmine reagentide vahel. Nimetatud vaatlus on täheldatav oksüdatsiooninumbriga. Kui tekib elektronide juurdekasv, väheneb arv ja seetõttu on arusaadav, et see on vähenenud. Teisest küljest, kui number suureneb, loetakse seda oksüdatsiooniks.

Põletused

Ülaltooduga seoses eristavad need vahetusprotsessid oksüdeeritud (kütused) ja redutseeritud (oksüdeerijad) ained. Selline koostoime vabastab suure hulga energiat, mis omakorda moodustab gaase. Klassikaline näide on süsivesinike põletamine, milles süsinik muudetakse süsinikdioksiidiks ja vesinikuks.

Muud olulised reaktsioonid

Hingamine

See keemiliseks reaktsiooniks, mis on eluks vajalik, esineb raku tasandil. See hõlmab teatud orgaaniliste ühendite eksotermilist oksüdeerumist energia saamiseks, mida tuleb kasutada metaboolsete protsesside läbiviimiseks.

Fotosüntees

Sel juhul viitab see hästi tuntud protsessile, mida taimed töötavad orgaanilise aine eraldamiseks päikesevalgusest, veest ja sooladest. Põhimõte seisneb päikeseenergia muundamises keemiliseks energiaks, mis koguneb ATP rakkudesse, mis vastutavad orgaaniliste ühendite sünteesimise eest..

Happeline vihm

Erinevate tööstusharude tekitatud kõrvalsaadused koos elektrienergia tootmisega tekitavad väävlit ja lämmastikoksiide, mis jõuavad atmosfääri. Nii oksüdeerimise mõjul õhus kui ka otsese emissiooni korral luuakse SO-liigid3 ja NO2, niiskusega kokkupuutuv lämmastikhape ja väävelhape.

Kasvuhooneefekt

COi väike osa2 maismaa atmosfääris vastutab ta planeedi püsiva temperatuuri säilitamise eest. Kuna see gaas koguneb atmosfääri, tekitab see kasvuhooneefekti, mis soojendab maad. Kuigi see on vajalik protsess, põhjustab selle muutmine ootamatuid kliimamuutusi.

Aeroobsed ja anaeroobsed reaktsioonid

Kui aeroobne mõiste on seotud, tähendab see, et muundumisel on reaktsiooni tekkimiseks vajalik hapniku olemasolu. Vastasel juhul, kui protsessis ei ole hapnikku, loetakse seda anaeroobseks sündmuseks.

Lihtsamalt öeldes, aeroobsete harjutuste ajal, mis nõuavad pikka aega, saad energiat läbi hingatava hapniku. See element on lihasesse kaasatud verega, mis tekitab keemilise vahetuse toitainetega, mis tekitavad energiat.

Seevastu, kui harjutus on looduses anaeroobne, on vajalik energia lühikese aja jooksul. Selle saamiseks peavad süsivesikud ja rasvad keemiliselt lagunema, mis tekitab vajaliku energia. Sel juhul ei nõua reaktsioon hapniku olemasolu, et protsess toimiks korralikult.

Keemiliste reaktsioonide mõjutavad tegurid

Nagu igasugune manipuleerimise kontekstis raamitud protsess, mängib keskkond olulist rolli ning ka muid keemiliste nähtustega seotud tegureid. Lisaks soovitud reaktsiooni kiirendamisele, aeglustamisele või tekitamisele eeldab ideaalsete tingimuste taasloomine kõiki muutujaid, mis võivad soovitud tulemust muuta..

Üks nendest teguritest on valgus, mis on oluline teatud tüüpi keemiliste reaktsioonide jaoks, näiteks dissotsiatsiooni puhul. See ei ole mitte ainult käivitaja, vaid võib avaldada kahjulikku mõju ka mõnele ainele, näiteks hapetele, mille kokkupuude neid halvendab. Selle valgustundlikkuse tõttu on need kaitstud tumedate konteineritega.

Samamoodi võib konkreetse laenguga vooluna väljendatud elekter võimaldada erinevate ainete, eriti vees lahustunud ainete dissotsieerumist. See tekitab keemilise nähtuse, mida tuntakse kui elektrolüüsi, mis esineb ka mõnede gaaside kombinatsioonis.

Vesikeskkonnaga seoses sisaldab niiskus omadusi, mis võimaldavad tal toimida nii happena kui ka alusena, mis võimaldab muuta selle koostist. See hõlbustab keemilisi muutusi, toimides lahustina või hõlbustades elektri lisamist reaktsiooni ajal.

Orgaanilise keemia puhul on fermentidel valdav roll keemiliste reaktsioonidega seotud oluliste mõjude tekitamisel. Need orgaanilised ained võimaldavad erinevate ühendite kombinatsiooni, dissotsiatsiooni ja interaktsiooni. Fermentatsioon on sisuliselt protsess, mis toimub orgaaniliste elementide vahel.

Viited

  1. Restrepo, Javier F. (2015). Neljas periood. Keemilised reaktsioonid ja stöhhiomeetria. Veeb: es.slideshare.net.
  2. Osorio Giraldo, Darío R. (2015). Keemiliste reaktsioonide tüübid. Täpne ja loodusteaduste teaduskond. Antioquia ülikool. Veeb: aprendeenlinea.udea.edu.co.
  3. Gómez Quintero, Claudia S. Märkused süsteemitehnoloogia keemiliste protsesside kohta. Cap. 7, Reaktsioonikineetika ja keemilised reaktorid. Andide ülikool. Veeb: webdelprofesor.ula.ve.
  4. Online-õpetaja (2015). Keemilised muutused aines. Veeb: www.profesorenlinea.com.
  5. Martínez José (2013). Endotermilised ja eksotermilised reaktsioonid. Veeb: es.slideshare.net.
  6. Väljavõte (ilma autori või kuupäevata). Keemilised reaktsioonid 1. Bachillerato. Veeb: recursostic.educación.es.