• Шта је хемијска реакција?
• Физичке и хемијске промене материје
• Карактеристике хемијске реакције
• Како је представљена хемијска реакција?
• Врсте и примери хемијских реакција
• Значај хемијских реакција
• Брзина хемијске реакције

Објашњавамо шта је хемијска реакција, врсте које постоје, њихову брзину и друге карактеристике. Такође, физичке и хемијске промене.

Хемијске реакције мењају молекуларни састав супстанци.

Шта је хемијска реакција?

Хемијске реакције (такође тзв хемијске промене или хемијске појаве) су термодинамички процеси трансформације материја. У ове реакције су укључене две или више њих супстанце (реагенси или реактанти), који се значајно мењају у процесу, а могу да се троше или ослобађају Енергија за стварање две или више супстанци тзв производи.

Свака хемијска реакција подвргава материју хемијској трансформацији, мењајући њену структуру и молекуларни састав (за разлику од Физичке промене које утичу само на њен облик или Стање агрегације). Хемијске промене углавном производе нове супстанце, другачије од оних које смо имали на почетку.

Хемијске реакције се могу јавити спонтано у природи (без људске интервенције), или их такође могу произвести људи у лабораторији под контролисаним условима.

Многи материјали које свакодневно користимо су индустријски добијени од једноставнијих супстанци комбинованих кроз једну или више хемијских реакција.

Физичке и хемијске промене материје

Физичке промене материје су оне које мењају њен облик без промене њеног састава, односно без модификације врсте супстанце.

Ове промене имају везе са променама у агрегационом стању материје (чврст, течност, гасовити) и друга физичка својства (боја, густина, магнетизам, итд).

Физичке промене су обично реверзибилне јер мењају облик или стање материје, али не и њен састав. На пример, приликом кључања Вода Течност можемо да претворимо у гас, али настала пара је и даље састављена од молекула воде. Ако замрзнемо воду, она прелази у чврсто стање, али је и даље хемијски иста супстанца.

Хемијске промене мењају дистрибуцију и везивање атоми материје, постижући да се комбинују на другачији начин, чиме се добијају супстанце различите од почетних, али увек на исти пропорцијаПошто се материја не може створити или уништити, само трансформисати.

На пример, ако реагујемо воду (Х2О) и калијум (К), добићемо две нове супстанце: калијум хидроксид (КОХ) и водоник (Х2). Ово је реакција која обично ослобађа много енергије и стога је веома опасна.

Карактеристике хемијске реакције

Хемијске реакције су генерално иреверзибилни процеси, односно укључују настанак или уништавање хемијске везе између молекуле реагенса, стварајући губитак или добијање енергије.

У хемијској реакцији материја се дубоко трансформише, иако се понекад ова рекомпозиција не може видети голим оком. Ипак, пропорције реактаната се могу мерити, чиме се бави стехиометрија.

С друге стране, хемијске реакције стварају одређене производе у зависности од природе реактаната, али и од услова у којима се реакција одвија.

Још једно важно питање у хемијским реакцијама је брзина којом се оне одвијају, пошто је контрола њихове брзине неопходна за њихову употребу у индустрија, медицина итд. У том смислу, постоје методе за повећање или смањење брзине хемијске реакције.

Пример је употреба катализатора, супстанци које повећавају брзину хемијских реакција. Ове супстанце не учествују у реакцијама, оне само контролишу брзину којом се оне дешавају. Постоје и супстанце које се зову инхибитори, које се користе на исти начин, али изазивају супротан ефекат, односно успоравају реакције.

Како је представљена хемијска реакција?

Хемијске реакције су представљене хемијским једначинама, тј. формуле у којој су описани реагенси који учествују и добијени производи, често указујући на одређене услове својствене реакцији, као што су присуство топлоте, катализатора, светлости итд.

Прву хемијску једначину у историји саставио је 1615. Жан Бегин, у једној од првих расправа о хемија, тхе тироцинијум Цхимицум. Данас су они уобичајена настава и захваљујући њима можемо лакше да визуелизујемо шта се дешава у одређеној реакцији.

Општи начин да се представи хемијска једначина је:

Где:

• А и Б су реактанти.
• Ц и Д су производи.
• до, б, ц И д су стехиометријски коефицијенти (то су бројеви који означавају количину реактаната и производа) који се морају подесити тако да у реактантима и у производима буде иста количина сваког елемента. На овај начин је испуњен Закон одржања масе (који утврђује да је маса нити се ствара нити уништава, већ само преображава).

У хемијској реакцији, атоми се преуређују да би формирали нове супстанце.

Врсте и примери хемијских реакција

Хемијске реакције се могу класификовати према врсти реактаната који реагују. На основу овога могу се разликовати неорганске хемијске реакције и органске хемијске реакције. Али прво, важно је знати неке од симбола који се користе за представљање ових реакција кроз хемијске једначине:

Неорганске реакције. Повлачити за собом неорганска једињења, и могу се класификовати на следећи начин:

• Према врсти трансформације.
  • Реакције синтезе или адиције. Две супстанце се комбинују да би се добила друга супстанца. На пример:
    
  • Реакције разлагања. Супстанца се распада на своје једноставне компоненте, или једна супстанца реагује са другом и распада се на друге супстанце које садрже њене компоненте. На пример:
    
  • Реакције измештања или замене. Једињење или елемент заузима место другог у споју, замењујући га и остављајући га слободним. На пример:
    
  • Реакције двоструке замене. Два реактанта размењују једињења или хемијски елементи истовремено. На пример:
    
• Према врсти и облику размењене енергије.
  • Ендотермне реакције. Топлота се апсорбује тако да може доћи до реакције. На пример:
    
  • Егзотермне реакције. Топлота се ослобађа када дође до реакције. На пример:
    
  • Ендолуминозне реакције. Неедед светлости да дође до реакције. На пример: фотосинтеза.
    
  • Егзолуминозне реакције. Светлост се испушта када дође до реакције. На пример:
    
  • Ендоелектричне реакције. Неедед електрична енергија да дође до реакције. На пример:
    
  • Егзоелектричне реакције. Електрична енергија се ослобађа или генерише када дође до реакције. На пример:
    

    

• Према брзини реакције.
  • Споре реакције Количина утрошених реагенса и количина производа формираних у датом времену је веома мала. На пример: оксидација гвожђа. То је спора реакција, коју свакодневно виђамо код гвоздених предмета који су зарђали. Да ова реакција није спора, не бисмо имали веома старе гвоздене структуре у данашњем свету.
    
  • Брзе реакције. Количина утрошених реагенса и количина производа формираних у датом времену је велика. На пример: реакција натријума са водом је реакција која је, осим што се одвија брзо, веома опасна.
    
• Према врсти честице која је укључена.
  • Реакције кисело-базне. Пребацују се протона (Х +). На пример:
    
  • Реакције оксидације-редукције. Пребацују се електрона. У овој врсти реакције морамо погледати оксидациони број укључених елемената. Ако се оксидациони број неког елемента повећава, он се оксидира, ако се смањује, смањује се. На пример: у овој реакцији гвожђе се оксидује, а кобалт се редукује.
    
• Према правцу реакције.
  • Реверзибилне реакције. Они иду у оба смера, односно производи могу поново постати реактанти. На пример:
    
  • Неповратне реакције. Јављају се само у једном смислу, односно реактанти се претварају у продукте и не може доћи до супротног процеса. На пример:
    

Органске реакције. Они укључују органска једињења, која су повезана са основом живота. Они зависе од врсте органског једињења за њихову класификацију, пошто свака функционална група има низ специфичних реакција. На пример, алкани, алкени, алкини, алкохоли, кетони, алдехиди, етри, естри, нитрили итд.

Неки примери реакција органских једињења су:

• Халогенација алкана. Водоник алкана је замењен одговарајућим халогеном.
  
• Сагоревање алкана. Алкани реагују са кисеоником дајући угљен диоксид и воду. Ова врста реакције ослобађа велику количину енергије.
  
• Халогенација алкена. Два водоника присутна на угљеницима који формирају двоструку везу су замењена.
  
• Хидрогенација алкена. Двострукој вези се додају два водоника, чиме се производи одговарајући алкан. Ова реакција се дешава у присуству катализатора као што су платина, паладијум или никл.
  

Значај хемијских реакција

И фотосинтеза и дисање су примери хемијских реакција.

Хемијске реакције су фундаменталне за постојање и разумевање света какав познајемо. Промене којима материја пролази у природним или вештачким условима (и које често стварају вредне материјале) су само један пример. Највећи доказ важности хемијских реакција је сам живот, у свим његовим изразима.

Постојање од жива бића свих врста је могуће само захваљујући реакционом капацитету материје, који је омогућио првим ћелијским облицима живота да размењују енергију са својом околином путем метаболичких путева, односно низом хемијских реакција које су давале више корисне енергије него што је била потрошена.

На пример, у нашем свакодневном животу дисање Састоји се од више хемијских реакција, које су такође присутне у фотосинтеза од биљке.

Брзина хемијске реакције

За хемијске реакције је потребно одређено време за одвијање, које варира у зависности од природе реактаната и средине у којој се реакција одвија.

Фактори који утичу на брзину хемијских реакција су генерално:

• Пораст температуре Високе температуре имају тенденцију да повећају брзину хемијских реакција.
• Повећан притисак. Повећање притиска обично повећава брзину хемијских реакција. Ово се генерално дешава када супстанце које су осетљиве на промене притиска, као што су гасови, реагују. У случају течности и чврстих материја, промене притиска не изазивају значајне промене у брзини њихових реакција.
• Агрегационо стање у коме се налазе реагенси. Чврсте материје имају тенденцију да реагују спорије од течности или гасова, иако ће брзина зависити и од реактивности сваке супстанце.
• Употреба катализатора (супстанци које се користе за повећање брзине хемијских реакција). Ове супстанце не учествују у реакцијама, оне само контролишу брзину којом се оне дешавају. Постоје и супстанце које се зову инхибитори, које се користе на исти начин, али изазивају супротан ефекат, односно успоравају реакције.
• Светлосна енергија (Светлост). Неке хемијске реакције се убрзавају када се на њих обасја светлост.
• Концентрација реагенса. Већина хемијских реакција се дешава брже ако имају високу концентрацију својих реагенса.