Chemická reakce je přeměna výchozí látky (činidla) na jinou, při které jádra atomů zůstávají nezměněna, ale dochází k procesu redistribuce elektronů a jader. V důsledku takové reakce se nemění pouze počet atomových jader, ale ani izotopové složení chemických prvků.
Funkce chemických reakcí
Reakce probíhají buď smícháním nebo fyzickým kontaktem činidel, nebo samy o sobě, nebo zvýšením teploty, nebo použitím katalyzátorů, nebo vystavením světlu atd.
Chemické procesy probíhající ve hmotě se do značné míry liší od fyzikálních procesů a jaderných přeměn. Fyzikální proces předpokládá uchování kompozice, avšak forma nebo stav agregace se mohou změnit. Výsledkem chemické reakce je nová látka, která má speciální vlastnosti, které se výrazně liší od činidel. Je však třeba poznamenat, že v průběhu chemických procesů se nikdy netvoří atomy nových prvků: je to způsobeno skutečností, že všechny transformace probíhají pouze v elektronovém obalu a neovlivnit jádro. Jaderné reakce mění atomy jádra všech prvků, které se tohoto procesu účastní, což je důvodem vzniku nových atomů.
Použití chemických reakcí
Chemické reakce pomáhají získat téměř jakoukoli látku, která se v přírodě vyskytuje v omezeném množství nebo vůbec. Pomocí chemických procesů je možné syntetizovat nové, neznámé látky, které mohou být člověku v životě užitečné.
Nešikovný a nezodpovědný dopad na životní prostředí a všechny přírodní procesy s chemikáliemi však může výrazně narušit stávající přírodní cykly, což staví problematiku životního prostředí do popředí a nutí nás přemýšlet o racionálním využívání přírodních zdrojů a jejich ochraně životního prostředí.
Klasifikace chemických reakcí
Existuje mnoho různých skupin chemických reakcí: přítomností fázových rozhraní, změnami stupně oxidace, tepelným účinkem, typem přeměny činidel, směrem toku, účastí katalyzátoru a kritériem spontánnosti.
V tomto článku budeme uvažovat pouze skupinu ve směru toku.
Chemické reakce ve směru toku
Existují dva typy chemických reakcí – nevratné a vratné. Nevratné chemické reakce jsou takové, které probíhají pouze jedním směrem a mají za následekcož je přeměna reaktantů na reakční produkty. Patří mezi ně spalování a reakce doprovázené tvorbou plynu nebo sedimentu – jinými slovy takové, které probíhají „až do konce“.
Reverzibilní – jedná se o chemické reakce, které probíhají ve dvou směrech současně, navzájem protilehlých. V rovnicích znázorňujících průběh vratných reakcí je rovnítko nahrazeno šipkami směřujícími do různých směrů. Tento typ se dělí na přímé a reverzní reakce. Protože se výchozí materiály vratné reakce spotřebovávají a tvoří současně, nejsou zcela přeměněny na reakční produkt, a proto se obvykle říká, že reverzibilní reakce nejsou dokončeny. Výsledkem reverzibilní reakce je směs reaktantů a reakčních produktů.
Průběh vratných (přímých i reverzních) interakcí činidel lze ovlivnit tlakem, koncentrací činidel, teplotou.
Dopředná a zpětná rychlost reakce
Především stojí za to porozumět pojmům. Rychlost chemické reakce je množství látky, která vstoupí do reakce nebo se během ní vytvoří za jednotku času na jednotku objemu.
Závisí rychlost zpětné reakce na nějakých faktorech a lze ji nějak změnit?
Můžete. Existuje pět hlavních faktorů, které mohou změnit rychlost toku dopředných a zpětných reakcí:
- koncentrace látky,
- povrchová plocha činidel,
- tlak,
- přítomnost nebo nepřítomnost katalyzátoru,
- teplota.
Podle definice můžete získat vzorec: ν=ΔС/Δt, kde ν je rychlost reakce, ΔС je změna koncentrace, Δt je doba reakce. Vezmeme-li reakční dobu jako konstantní hodnotu, pak se ukáže, že změna rychlosti jejího toku je přímo úměrná změně koncentrace činidel. Zjistili jsme tedy, že změna rychlosti reakce je také přímo úměrná ploše povrchu reaktantů v důsledku zvýšení počtu částic reaktantů a jejich interakce. Totéž ovlivňují i změny teploty. V závislosti na jejím nárůstu nebo poklesu se srážka částic látky buď zvětšuje nebo zmenšuje, v důsledku čehož se mění rychlost toku přímých a zpětných reakcí.
Jaký vliv má změna tlaku na reaktanty? Změny tlaku ovlivní rychlost reakce pouze v plynném prostředí. V důsledku toho se rychlost zvýší úměrně změnám tlaku.
Vliv katalyzátoru na průběh reakcí, včetně přímých a reverzních reakcí, se skrývá v definici katalyzátoru, jehož hlavní funkcí je právě stejné zvýšení rychlosti interakce činidel.
