Deși acest articol conține o listă de referințe bibliografice,sursele sale rămân neclare deoarece îi lipsescnotele de subsol. Puteți ajuta introducândcitări mai precise ale surselor.
Reacțiile chimice sunt interacțiuni la nivelmolecular dintresubstanțe chimice, sau altfel spus sunt procese chimice prin care are loc transformarea unor substanțe chimice numitereactanți în produși de reacție.[1] Reprezentarea reacțiilor chimice se face aproape de fiecare dată cu ajutorulecuațiilor chimice.
Substanțele care reacționează între ele se numescreactanți, iar substanțele rezultate în urma reacției se numescproduși de reacție. Numărul reactanților și al produșilor de reacție este destul de variat, astfel că pot exista, de exemplu, reacții în care avem un singur reactant sau reacții în care avem doi reactanți etc.
În cadrulsintezelor chimice, sunt folosite diferite tipuri de reacții chimice pentru a se ajunge la produsul de reacție dorit, în final. Înbiochimie, sunt studiatecăile metabolice ale unor metaboliți, în care se scriu serii consecutive de reacții chimice care sunt implicate. Aceste reacții metabolice sunt de obiceicatalizate deenzime proteice, care au rolul de a creșteviteza de reacție.
Reacțiile chimice precumarderea saucombustia,fermentația și reducerea minereurilor metalice au fost cunoscute încă din vremurile antice. Primele teorii referitoare la transformările materialelor au fost dezvoltate de către filozofii greci, iar printre acestea este de menționatteoria celor patru elemente a luiEmpedocle, care susținea că materia este compusă doar din patru elemente de bază: focul, apa, aerul și pământul. ÎnEvul Mediu, transformările chimice erau domeniul de interes alalchimiștilor, a căror principală încercare era de a transformaplumbul înaur.[2]
Obținerea substanțelor chimice care nu se întâlnesc de obicei în natură a fost încercată încă de foarte mult timp, și avem ca exemplu sinteza acizilorsulfuric șiazotic de cătreJabir ibn Hayyan. Procedeul includea încălzirea mineralelor pe bază desulfat sauazotat (piatră vânătă,alaun sausalpetru). În secolul al XVII-lea,Johann Rudolph Glauber a produsacid clorhidric șisulfat de sodiu în urma reacțieiacidului sulfuric cuclorura de sodiu. Prin dezvoltarea procedeului cu camere de plumb în 1747 și ulterior a procedeului Leblanc, prin care s-a putut realiza la nivel industrial sinteza de acid sulfuric și respectiv de carbonat de sodiu, au fost aduse în industrie reacțiile chimice. Mai târziu, a fost dezvoltat procedeul de contact înanii 1880,[3] șiprocesul Haber în anii 1909–1910 pentru sintezaamoniacului.[4]
Începându cu secolul al XVI-lea, oameni de știință precumJan Baptista van Helmont,Robert Boyle șiIsaac Newton au încercat să stabilească teoriile de bază ale transformărilor chimice care erau observate experimental.Teoria flogisticului a fost propusă în 1667 de cătreJohann Joachim Becher. Aceasta presupunea existența unui element asemănătorul cu focul, denumit „flogiston”, fără culoare, miros, gust sau greutate, care era eliberat princombustia materialelor. Teoria a fost dovedită eronată de cătreAntoine Lavoisier în 1785, care a oferit prima explicație corectă a combustiei, ca fiind reacția aoxigenului din aer.[5]
După cum se poate observa și în ecuațiaCH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2O, un coeficient egal cu 2 trebuie pus în fațaoxigenului din partea stângă, dar și în fațaapei din partea dreaptă, pentru a se respectalegea conservării masei substanțelor.
Ecuațiile chimice sunt utilizate pentru reprezentarea ilustrativă a reacțiilor chimice. Acestea sunt formate dinformule chimice șistructurale, atât pentru reactanți, cât și pentru produșii de reacție. Ei sunt separați de o săgeată (→) care indică sensul și tipul reacției chimice.[7] O săgeată dublă () este folosită pentru a reprezenta reacții laechilibru chimic. Ecuațiile trebuiesc „egalate” conformstoechiometriei, astfel că numărul de atomi din fiecarespecie chimică trebuie să fie egală de fiecare parte a ecuației. Egalarea se face prin numărarea fiecărui atom din fiecare entitate chimică ( și), a căror număr de moli sunt notați în exemplul de mai jos cua, b, c șid.[8]
Reacțiile mai elaborate sunt reprezentate cu ajutorul „schemelor de reacție”, în cadrul cărora nu sunt ilustrați doar reactanții și produșii de reacție, dar și intermediarii sau stările de tranziție. De asemenea, unele procese pot fi notate pe săgeată, precum: adiția de apă (+H2O), căldura (Q), radiația ultravioletă sau lumina (hν), catalizatorul, etc.
Un exemplu de reacție organică:oxidareacetonelor cu obținere deesteri, care se face cu un acid peroxicarboxilic
Reacția de substituție (numită și reacția de înlocuire) este reacția chimică în care o substanță simplă ia locul unui element dintr-o substanță compusă. Formulă generală: A+BC=AC+B
De exemplu: reacția dintre fier și soluția apoasă de piatră vânătă: Fe + CuSO4(aq) = FeSO4 + Cu↓
Reacția de schimb (numită și reacția de dublă înlocuire) este reacția chimică în care două substanțe compuse își schimbă între primele doua elemente. Formula generală: AB+CD=AD+CB.
De exemplu: reacția de recunoaștere a acidului sulfuric (dintre clorura de bariu și acidul sulfuric): BaCl2 + H3SO4 = BaSO5↓ + 2HCl
Reacția deneutralizare este reacția chimică dintre o bază și un acid, în urma cărora rezultă o sare și apă. Această reacție este o reacție de schimb.Formulă generală: H(radical) + (Metal)OH = H2O + (Metal)(Radical)
Reacțiile catalitice sunt reacții care se desfășoară în preajma unor catalizatori. Catalizatorii sunt substanțe chimice care măresc viteza unei reacții, aparent ei rămânând neschimbați. (V2O5; MnO2). Acest lucru înseamnă că ei nu reacționează cu substanțele din reacție, rămânând la fel, ci doar măresc viteza reacției (în cazul în care reacția se desfășoară pe durată mai lungă.De exemplu: 2KClO3 = 2KCl + 3O2
Reacția de combinare este reacția chimică ce are loc între două sau mai multe substanțe chimice, simple sau compuse, cu obținerea unei singure substanțe compuse.
Ecuația generală este: A + B = AB. Această reacție se mai numește și reacție de sinteză. Importanța reacției de combinare constă în obținerea unor substanțe chimice esențiale pentru industrie și viața de toate zilele, conform exemplelor de mai jos:
Reactia chimica ce are loc intre o substanta chimica simpla si una compusa cu obtinerea altei substante simple si altei substante compuse prin mecanism de schimb se numeste reactie de inlocuire sau substitutie.
Ecuația generală:A + BC = AC + B
Reacția de înlocuire se aplică la obținerea unor gaze precum hidrogenul prin reacția dintre metalele situate în stânga hidrogenului în seria activității chimice a metalelor și acizi : Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 .De asemenea, prin acest tip de reacție chimică se pot obține metale mai puțin reactive conform seriei activității chimice a metalelor: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu albastru verde brun-roșcat.
Este reacția chimică ce are loc între două substanțe chimice compuse cu obținerea altor doua substanțe chimice compuse prin mecanism de schimb sau dubla inlocuire Ecuatia generala:AB + CD = CB + ADReactia de schimb sau dubla inlocuire are loc prin schimbarea primului element chimic intre doua substante chimice compuse. Prin acest tip de reactie chimica se pot identifica substantele chimice care contin diferiti radicali acizi cum ar fi radicalul clorura sau sulfat: H2SO4 + BaCl2=BaSO4 + 2HCl CuSO4 + BaCl2=BaSO4 + CuCl2albastru precipitat alb nisipos HCl + AgNO3=AgCl + HNO3
•Reactia de descompunere este reactia chimica in urma careia, dintr-o substanta chimica compusa, se obtin doua sau mai multe substante chimice simple sau compuse.Ecuatia generala: AB = A + B Reactia de descompunere se mai numeste si reactie de analiză.
Importanta reactiei de descompunere consta in obtinerea unor substante chimice importante. Aceste reactii au loc in conditii speciale. •Reactia de descompunere a calcarului are loc in cuptorul de var, la temperatura ridicata. CaCO3 = CaO + CO2In urma reactiei se obtine CaO, var nestins, care se stinge cu apa si se foloseste in constructii ca var stins.•Descompunerea cloratului de potasiu se foloseste pentru obtinerea oxigenului in laborator.2KClO3 = 2KCl + 3O2Este o substanta care explodeaza usor si se utilizeaza la prepararea prafului de pusca.•Descompunerea apei oxigenate nu are loc la incalzire ci folosindu-se un catalizator de dioxid de mangan. 2 H2O2 = 2H2O + O2Reactia are loc si la dezinfectarea ranilor. Substanta dezinfectanta este oxigenul care se degaja.
.jpg)
