Kémai
reakció minden olyan folyamat, amely során új anyag keletkezik. A kémai
rekació lényege az, hogy az egymással reakcióba lépő anyagok kötései
felbomlanak, és új kötések jönnek létre.
A reakciók feltételei a reagáló
részecskék ütközése. Egy gázelegyben a molekulák bárhol ütközhetnek
egymással. Oldatban is szabadon mozoghatnak az oldott anyag részecskéi.
Ha azonban
az egyik reagáló anyag szilárd, azaz részecskéi helyhez vannak kötve, reakció csak a felületen lehetséges. A gáz vagy folyadék belsejében végbemenő reakciót homogénnek, a felületen lejátszódó reakciót pedig heterogénnek nevezzük. Az ütközések közül csak azok hasznosak, amelyek megfelelő irányból, és elég nagy energiával (aktiválási energia) történnek! A reakciók során a kiindulási anyagoknak nem az összes kötése szakad fel – ez igen nagy energiaszükségletet jelentene, amelyet sem a hőmozgás standardállapotra vonatkozó energiája, sem egyszerű melegítés nem biztosíthatna -, hanem a folyamatok olyan aktivált komplexumon keresztül zajlanak le, amelyben a kötések átrendeződése bekövetkezhet.
az egyik reagáló anyag szilárd, azaz részecskéi helyhez vannak kötve, reakció csak a felületen lehetséges. A gáz vagy folyadék belsejében végbemenő reakciót homogénnek, a felületen lejátszódó reakciót pedig heterogénnek nevezzük. Az ütközések közül csak azok hasznosak, amelyek megfelelő irányból, és elég nagy energiával (aktiválási energia) történnek! A reakciók során a kiindulási anyagoknak nem az összes kötése szakad fel – ez igen nagy energiaszükségletet jelentene, amelyet sem a hőmozgás standardállapotra vonatkozó energiája, sem egyszerű melegítés nem biztosíthatna -, hanem a folyamatok olyan aktivált komplexumon keresztül zajlanak le, amelyben a kötések átrendeződése bekövetkezhet.
Kémiai reakciókat többféleképpen csoportosíthatjuk.
A reakcióban résztvevő anyagok száma szerint:
- egyesülés:két vagy több anyagból egy új anyag keletkezik. Pl.: H2+Cl2=2HCl vagy 2H2+O2=2H2O
- bomlás: egy anyagbók két vagy több új anyag keletkezik. Pl.: 2H2O->2H2+O2
Részecskeátmenet szerint:
- redoxireakció, ami elektronátmenettel jár. Redoxireakciók tovább csoportosíthatjk az alapján, hogy elektronfelvétel vagy elektronleadás történik. Az elektronfelvételt redukciónak nevezzük. Azt a kémai anyagot, amely redukálódik oxidálószernek nevezzük. Az elektronleadás más néven az oxidáció. Az oxidálódóanyag a redukálószer, hisz a másik anyagot redukálja.
Példák: 2Na+Cl2 ->
2NaCl Ebben az esetben a nátrium oxidálódott és a klór redukálódott. Ezt
az oxidációs számokból állapíthatjuk meg.
- sav-bázis reakció,olyan reakció amely során proton- vagyis hidrogénatom átmenet történik. Kétféle elmélet létezik. Arrhenius elmélete szerint, minden olyan vegyület sav, ami protonra és savmaradékionra bomlik. Brönsted szerint minden olyan vegyület sav, ami protont ad le és minden olyan vegyület bázis, ami protont vesz fel. Ez utóbbi elmélet az elfogadottabb. Brönsted elmélete alapján sav-bázis párokat lehet feltüntetni.
Példák: HCl+H2OCl-+H3O+ sav1 bázis2 bázis1 sav2
Vannak azonban olyan vegyületek, amelyek
savval szemben bázisként,bázissal szemben pedig savként viselkednek.
Ezeket nevezzük amfoter anyagoknak. Amfoter anyag például a víz is.
H2O+H2SO4 -> 2H3O++SO4- itt bázis a víz
H2O+NH3->H-+NH4+ itt pedig savként viselkedik.
H2O+NH3->H-+NH4+ itt pedig savként viselkedik.
A folyamatot kísérő hőváltozás szerint:
- exoterm rekació:e folyamat során a környezet energiája nő, azonban a rendszer energiáa csökken, ezért nevezik hőt leadó folyamatnak. Ilyen folyamat például a magnézium égése.
- endoterm reakció:a folyamat során a környezet energiája csökken, a rendszeré pedig nő, ezértis nevezik hőelnyelő folyamatnak. Ilyen folyamat például a cukor hevítése.
- Az exoterm és endoterm reakciókat el lehet tolni. Az exoterm reakciónak az alacsony hőmérséklet, magas nyomás; az endotermnek pedig a magas hőmérséklet, alacsony nyomás kedvez.