Chemická reakcia je premena východiskovej látky (činidla) na inú, pri ktorej jadrá atómov zostávajú nezmenené, ale dochádza k procesu redistribúcie elektrónov a jadier. V dôsledku takejto reakcie sa nemení nielen počet atómových jadier, ale ani izotopové zloženie chemických prvkov.
Funkcie chemických reakcií
Reakcie sa vyskytujú buď zmiešaním alebo fyzickým kontaktom činidiel, alebo samy osebe, alebo zvýšením teploty, alebo použitím katalyzátorov, alebo vystavením svetlu atď.
Chemické procesy, ktoré prebiehajú v hmote, sa značne líšia od fyzikálnych procesov a jadrových premien. Fyzikálny proces predpokladá uchovanie kompozície, avšak forma alebo stav agregácie sa môžu zmeniť. Výsledkom chemickej reakcie je nová látka, ktorá má špeciálne vlastnosti, ktoré sa výrazne líšia od činidiel. Je však potrebné poznamenať, že v priebehu chemických procesov sa nikdy nevytvárajú atómy nových prvkov: je to spôsobené tým, že všetky transformácie sa vyskytujú iba v elektrónovom obale a nieovplyvniť jadro. Jadrové reakcie menia atómy jadra všetkých prvkov, ktoré sa podieľajú na tomto procese, čo je dôvodom vzniku nových atómov.
Používanie chemických reakcií
Chemické reakcie pomáhajú získať takmer akúkoľvek látku, ktorá sa v prírode nachádza v obmedzenom množstve alebo vôbec. Pomocou chemických procesov je možné syntetizovať nové, neznáme látky, ktoré môžu byť pre človeka v jeho živote užitočné.
Nešikovný a nezodpovedný vplyv na životné prostredie a všetky prírodné procesy s chemikáliami však môže výrazne narušiť existujúce prírodné cykly, čím sa environmentálna problematika dostáva do popredia a núti nás premýšľať o racionálnom využívaní prírodných zdrojov a ich ochrane životného prostredia.
Klasifikácia chemických reakcií
Existuje mnoho rôznych skupín chemických reakcií: prítomnosťou fázových rozhraní, zmenami v stupni oxidácie, tepelným účinkom, typom premeny činidiel, smerom toku, účasťou katalyzátora a kritériom spontánnosti.
V tomto článku budeme brať do úvahy iba skupinu v smere toku.
Chemické reakcie v smere toku
Existujú dva typy chemických reakcií – nevratné a reverzibilné. Ireverzibilné chemické reakcie sú tie, ktoré prebiehajú len jedným smerom a majú za následokčo je premena reaktantov na reakčné produkty. Patria sem spaľovanie a reakcie sprevádzané tvorbou plynu alebo sedimentu – inými slovami také, ktoré postupujú „do konca“.
Reverzibilné – ide o chemické reakcie, ktoré prebiehajú naraz v dvoch smeroch, oproti sebe. V rovniciach znázorňujúcich priebeh vratných reakcií je znamienko rovnosti nahradené šípkami smerujúcimi do rôznych smerov. Tento typ sa delí na priame a spätné reakcie. Pretože východiskové materiály reverzibilnej reakcie sa spotrebúvajú a tvoria súčasne, nie sú úplne premenené na reakčný produkt, a preto sa zvykne hovoriť, že reverzibilné reakcie nie sú dokončené. Výsledkom reverzibilnej reakcie je zmes reaktantov a reakčných produktov.
Priebeh reverzibilných (priamych aj reverzných) interakcií činidiel môže byť ovplyvnený tlakom, koncentráciou činidiel, teplotou.
Rýchlosť reakcie dopredu a dozadu
V prvom rade stojí za to pochopiť pojmy. Rýchlosť chemickej reakcie je množstvo látky, ktoré vstúpi do reakcie alebo sa počas nej vytvorí za jednotku času na jednotku objemu.
Závisí rýchlosť spätnej reakcie od nejakých faktorov a dá sa nejako zmeniť?
Môžete. Existuje päť hlavných faktorov, ktoré môžu zmeniť rýchlosť toku priamych a spätných reakcií:
- koncentrácia látky,
- povrchová plocha činidiel,
- tlak,
- prítomnosť alebo neprítomnosť katalyzátora,
- teplota.
Podľa definície môžete získať vzorec: ν=ΔС/Δt, kde ν je rýchlosť reakcie, ΔС je zmena koncentrácie, Δt je čas reakcie. Ak vezmeme reakčný čas ako konštantnú hodnotu, potom sa ukáže, že zmena rýchlosti jeho toku je priamo úmerná zmene koncentrácie činidiel. Zistili sme teda, že zmena rýchlosti reakcie je tiež priamo úmerná ploche povrchu reaktantov v dôsledku zvýšenia počtu častíc reaktantov a ich interakcie. To isté ovplyvňujú aj zmeny teploty. V závislosti od jej nárastu alebo poklesu sa zrážka častíc látky buď zvyšuje alebo znižuje, v dôsledku čoho sa mení rýchlosť toku priamych a spätných reakcií.
Aký vplyv má zmena tlaku na reaktanty? Zmeny tlaku ovplyvnia rýchlosť reakcie iba v plynnom prostredí. V dôsledku toho sa rýchlosť zvýši úmerne zmenám tlaku.
Vplyv katalyzátora na priebeh reakcií vrátane priamych a spätných reakcií je skrytý v definícii katalyzátora, ktorého hlavnou funkciou je práve to isté zvýšenie rýchlosti interakcie činidiel.
