Eine chemische Reaktion ist eine Umwandlung der Ausgangssubstanz (Reagenz) in eine andere, bei der die Atomkerne unverändert bleiben, aber der Prozess der Umverteilung von Elektronen und Kernen stattfindet. Als Ergebnis einer solchen Reaktion ändert sich nicht nur die Anzahl der Atomkerne, sondern auch die Isotopenzusammensetzung der chemischen Elemente.
Merkmale chemischer Reaktionen
Reaktionen erfolgen entweder durch Mischen oder physikalischen Kontakt von Reagenzien oder durch sich selbst oder durch Erhöhen der Temperatur oder durch Verwendung von Katalysatoren oder durch Lichteinwirkung und so weiter.
Chemische Prozesse, die in Materie ablaufen, unterscheiden sich stark von physikalischen Prozessen und nuklearen Umwandlungen. Der physikalische Prozess impliziert die Erh altung der Zusammensetzung, jedoch kann sich die Form oder der Aggregatzustand ändern. Das Ergebnis einer chemischen Reaktion ist ein neuer Stoff, der besondere Eigenschaften hat, die sich deutlich von den Reagenzien unterscheiden. Es ist jedoch erwähnenswert, dass im Verlauf chemischer Prozesse niemals Atome neuer Elemente gebildet werden: Dies liegt daran, dass alle Umwandlungen nur in der Elektronenhülle stattfinden und nichtden Kern beeinflussen. Kernreaktionen verändern die Atome des Kerns aller an diesem Prozess beteiligten Elemente, was der Grund für die Bildung neuer Atome ist.
Mit chemischen Reaktionen
Chemische Reaktionen helfen, fast jeden Stoff zu gewinnen, der in der Natur in begrenzten Mengen oder gar nicht vorkommt. Mit Hilfe chemischer Prozesse ist es möglich, neue, unbekannte Substanzen zu synthetisieren, die einem Menschen in seinem Leben nützlich sein können.
Ungeschickte und unverantwortliche Eingriffe in die Umwelt und alle natürlichen Prozesse mit Chemikalien können jedoch die bestehenden natürlichen Kreisläufe erheblich stören, was die Umweltfrage in den Vordergrund rückt und uns über die rationelle Nutzung natürlicher Ressourcen und deren Erh altung nachdenken lässt der Umwelt.
Klassifizierung chemischer Reaktionen
Es gibt viele verschiedene Gruppen chemischer Reaktionen: durch das Vorhandensein von Phasengrenzen, Änderungen im Oxidationsgrad, thermische Einwirkung, Art der Umwandlung von Reagenzien, Strömungsrichtung, Beteiligung eines Katalysators und das Kriterium der Spontaneität.
In diesem Artikel betrachten wir nur die Gruppe in Flussrichtung.
Chemische Reaktionen in Strömungsrichtung
Es gibt zwei Arten chemischer Reaktionen - irreversibel und reversibel. Irreversible chemische Reaktionen sind solche, die nur in eine Richtung ablaufen und daraus resultierendas ist die Umwandlung von Reaktanten in Reaktionsprodukte. Dazu gehören Verbrennungen und Reaktionen, die mit Gas- oder Sedimentbildung einhergehen - also solche, die "bis zum Ende" ablaufen.
Reversibel - das sind chemische Reaktionen, die gleichzeitig in zwei entgegengesetzte Richtungen ablaufen. In Gleichungen, die den Ablauf reversibler Reaktionen zeigen, wird das Gleichheitszeichen durch Pfeile ersetzt, die in verschiedene Richtungen zeigen. Dieser Typ wird in direkte und umgekehrte Reaktionen unterteilt. Da die Ausgangsstoffe einer reversiblen Reaktion gleichzeitig verbraucht und gebildet werden, werden sie nicht vollständig in ein Reaktionsprodukt umgewandelt, weshalb man allgemein sagt, dass reversible Reaktionen nicht vollständig ablaufen. Das Ergebnis einer reversiblen Reaktion ist eine Mischung aus Reaktanten und Reaktionsprodukten.
Der Verlauf reversibler (sowohl direkter als auch umgekehrter) Wechselwirkungen von Reagenzien kann durch Druck, Konzentration der Reagenzien und Temperatur beeinflusst werden.
Vorwärts- und Rückwärtsreaktionsraten
Zunächst einmal lohnt es sich, die Konzepte zu verstehen. Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist die Menge eines Stoffes, die pro Zeiteinheit pro Volumeneinheit in eine Reaktion eintritt oder dabei entsteht.
Hängt die Geschwindigkeit der Rückreaktion von irgendwelchen Faktoren ab und kann sie irgendwie verändert werden?
Du kannst. Es gibt fünf Hauptfaktoren, die die Flussrate von Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen verändern können:
- Stoffkonzentration,
- Oberfläche der Reagenzien,
- Druck,
- Anwesenheit oder Abwesenheit eines Katalysators,
- Temperatur.
Nach der Definition erhält man die Formel: ν=ΔС/Δt, wobei ν die Reaktionsgeschwindigkeit, ΔС die Konzentrationsänderung, Δt die Reaktionszeit ist. Wenn wir die Reaktionszeit als konstanten Wert nehmen, stellt sich heraus, dass die Änderung der Flussrate direkt proportional zur Änderung der Konzentration der Reagenzien ist. Somit stellen wir fest, dass die Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit aufgrund einer Zunahme der Anzahl der Reaktantenpartikel und ihrer Wechselwirkung auch direkt proportional zur Oberfläche der Reaktanten ist. Temperaturänderungen wirken sich ebenfalls darauf aus. Abhängig von ihrer Zunahme oder Abnahme nimmt die Kollision von Partikeln eines Stoffes entweder zu oder ab, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit von direkten und umgekehrten Reaktionen ändert.
Welche Auswirkung hat eine Druckänderung auf die Reaktanten? Druckänderungen wirken sich nur in einer gasförmigen Umgebung auf die Reaktionsgeschwindigkeit aus. Dadurch erhöht sich die Geschwindigkeit proportional zur Druckänderung.
Die Wirkung eines Katalysators auf den Ablauf von Reaktionen, einschließlich direkter und umgekehrter Reaktionen, ist in der Definition eines Katalysators verborgen, dessen Hauptfunktion genau dieselbe Erhöhung der Wechselwirkungsrate von Reagenzien ist.
