Химичната реакция е трансформация на изходното вещество (реагент) в друго, при което ядрата на атомите остават непроменени, но протича процесът на преразпределение на електрони и ядра. В резултат на такава реакция не се променя не само броят на атомните ядра, но и изотопният състав на химичните елементи.
Характеристики на химичните реакции
Реакциите възникват или чрез смесване или физически контакт на реагентите, или сами по себе си, или чрез повишаване на температурата, или чрез използване на катализатори, или чрез излагане на светлина и т.н.
Химичните процеси, които протичат в материята, са до голяма степен различни от физическите процеси и ядрените трансформации. Физическият процес предполага запазване на състава, но формата или състоянието на агрегация може да се промени. Резултатът от химическа реакция е ново вещество, което има специални свойства, които са значително различни от реагентите. Но си струва да се отбележи, че в хода на химичните процеси никога не се образуват атоми на нови елементи: това се дължи на факта, че всички трансформации се извършват само в електронната обвивка и не сезасягат ядрото. Ядрените реакции променят атомите на ядрото на всички елементи, които участват в този процес, което е причината за образуването на нови атоми.
Използване на химични реакции
Химичните реакции помагат да се получи почти всяко вещество, което може да се намери в природата в ограничени количества или изобщо не се среща. С помощта на химични процеси е възможно да се синтезират нови, непознати вещества, които могат да бъдат полезни на човек в живота му.
Въпреки това, неумело и безотговорно въздействие върху околната среда и всички природни процеси с химикали може значително да наруши съществуващите природни цикли, което поставя екологичния проблем на преден план и ни кара да мислим за рационалното използване на природните ресурси и опазването на околната среда.
Класификация на химичните реакции
Има много различни групи химични реакции: по наличие на фазови граници, промени в степента на окисление, термичен ефект, вид трансформация на реагентите, посока на потока, участие на катализатор и критерий за спонтанност.
В тази статия ще разгледаме само групата в посоката на потока.
Химически реакции в посоката на потока
Има два вида химични реакции - необратими и обратими. Необратими химични реакции са тези, които протичат само в една посока и водят докоето е превръщането на реагентите в реакционни продукти. Те включват горене и реакции, придружени от образуване на газ или утайка - с други думи, тези, които продължават "до края".
Обратими - това са химични реакции, които протичат в две посоки едновременно, противоположни една на друга. В уравненията, показващи хода на обратимите реакции, знакът за равенство се заменя със стрелки, сочещи в различни посоки. Този тип е разделен на директни и обратни реакции. Тъй като изходните материали на една обратима реакция се консумират и образуват едновременно, те не се превръщат напълно в реакционен продукт, поради което е обичайно да се казва, че обратимите реакции не завършват. Резултатът от обратима реакция е смес от реагенти и реакционни продукти.
Ходът на обратимите (както директни, така и обратни) взаимодействия на реагентите може да бъде повлиян от налягане, концентрация на реагентите, температура.
Процент на реакция напред и назад
На първо място, струва си да разберете понятията. Скоростта на химическа реакция е количеството вещество, което влиза в реакция или се образува по време на нея за единица време на единица обем.
Зависи ли скоростта на обратната реакция от някакви фактори и може ли да се промени по някакъв начин?
Можете. Има пет основни фактора, които могат да променят скоростта на потока на предните и обратните реакции:
- концентрация на веществото,
- повърхностна площ на реагентите,
- налягане,
- наличие или отсъствие на катализатор,
- температура.
Според дефиницията можете да получите формулата: ν=ΔС/Δt, в която ν е скоростта на реакцията, ΔС е промяната в концентрацията, Δt е времето на реакцията. Ако приемем времето за реакция като постоянна стойност, тогава се оказва, че промяната в скоростта на нейния поток е право пропорционална на промяната в концентрацията на реагентите. По този начин откриваме, че промяната в скоростта на реакцията също е право пропорционална на повърхността на реагентите поради увеличаване на броя на реагентите частици и тяхното взаимодействие. Промените в температурата също влияят на същото. В зависимост от неговото увеличаване или намаляване, сблъсъкът на частици на веществото се увеличава или намалява, в резултат на което скоростта на протичане на директните и обратните реакции се променя.
Какъв ефект има промяната в налягането върху реагентите? Промените в налягането ще повлияят на скоростта на реакцията само в газообразна среда. В резултат на това скоростта ще се увеличи пропорционално на промените в налягането.
Ефектът на катализатора върху протичането на реакциите, включително директни и обратни реакции, се крие в определението за катализатор, чиято основна функция е точно същото увеличаване на скоростта на взаимодействие на реагентите.
