我们解释什么是化学反应、存在的类型、它们的速度和其他特征。还有物理和化学变化。
化学反应会改变物质的分子组成。什么是化学反应?
化学反应(也称为 化学变化 或者 化学现象) 是转化的热力学过程 事情.两个或多个参与这些反应 物质 (试剂或反应物),在过程中发生显着变化,可以消耗或释放 活力 产生两种或多种物质,称为 产品.
每个化学反应都会发生化学转化,改变其结构和分子组成(不像 身体变化 只影响其形状或 聚合状态)。化学变化通常会产生新物质,与我们一开始所拥有的不同。
化学反应可以在自然界中自发发生(无需人工干预),也可以在受控条件下在实验室中由人类产生。
我们日常使用的许多材料都是通过一种或多种化学反应从更简单的物质中获得的。
物质的物理和化学变化
物质的物理变化是指改变其形状而不改变其组成的那些变化,即不改变所讨论的物质类型。
这些变化与物质聚集状态的变化有关(坚硬的, 液体, 气态的) 和其他物理特性 (颜色, 密度, 磁性, 等等)。
物理变化通常是可逆的,因为它们会改变物质的形状或状态,但不会改变其成分。例如,煮沸时 水 我们可以把液体变成气体,但产生的蒸汽仍然是由水分子组成的。如果我们冻结水,它会变成固态,但它在化学上仍然是相同的物质。
化学变化改变了分布和键合 原子 物质,实现它们以不同的方式组合,从而获得与最初不同的物质,尽管总是相同的 部分因为物质不能被创造或毁灭,只能被转化。
例如,如果我们将水 (H2O) 和钾 (K) 反应,我们将获得两种新物质:氢氧化钾 (KOH) 和氢气 (H2)。这是一种通常会释放大量能量的反应,因此非常危险。
化学反应的特征
化学反应通常是不可逆的过程,也就是说,它们涉及形成或破坏 化学链接 在。。之间 分子 的试剂,产生能量的损失或增加。
在化学反应中,物质发生了深刻的转变,尽管有时肉眼无法看到这种重组。仍然可以测量反应物的比例,这是通过化学计量处理的。
另一方面,化学反应会产生某些产物,这取决于反应物的性质,但也取决于反应发生的条件。
化学反应中的另一个重要问题是它们发生的速度,因为控制它们的速度对于它们在化学反应中的使用至关重要。 行业、医药等。从这个意义上说,有一些方法可以提高或降低化学反应的速度。
一个例子是使用催化剂,即提高化学反应速度的物质。这些物质不参与反应,它们只控制它们发生的速率。还有一些称为抑制剂的物质,它们的使用方式相同,但会产生相反的效果,即它们会减慢反应速度。
化学反应如何表示?
化学反应用化学方程式表示,即 公式 其中描述了参与的试剂和获得的产物,通常表明反应固有的某些条件,例如存在热量、催化剂、光等。
历史上第一个化学方程式是让·贝京于 1615 年在最早的关于 化学, 这 酪氨酸 香菇。今天,它们具有共同的教学意义,多亏了它们,我们可以更容易地想象某个反应中发生的事情。
表示化学方程式的一般方法是:
在哪里:
- A和B是反应物。
- C和D是产品。
- 到, 乙, C 是 d 是必须调整的化学计量系数(它们是指示反应物和产物量的数字),以便反应物和产物中每种元素的量相同。以这种方式,质量守恒定律得到满足(它确定 大量的 它既不是被创造也不是被摧毁,它只是变形)。
化学反应的类型和例子
化学反应可以根据反应的反应物类型进行分类。在此基础上,可以区分无机化学反应和有机化学反应。但首先,重要的是要了解一些用于通过化学方程式表示这些反应的符号:
无机反应。涉及 无机化合物,可分为以下几类:
- 根据转换类型。
- 合成或加成反应。两种物质结合产生不同的物质。例如:
- 分解反应。一种物质分解成其简单的成分,或者一种物质与另一种物质发生反应并分解成包含其成分的其他物质。例如:
- 置换或取代反应。一个化合物或元素在一个化合物中取代另一个,取代它并使其自由。例如:
- 双取代反应。两种反应物交换化合物或 化学元素 同时。例如:
- 合成或加成反应。两种物质结合产生不同的物质。例如:
- 根据交换的能量的类型和形式。
- 根据反应速度。
- 反应缓慢在给定时间内消耗的试剂量和形成的产物量非常少。例如:铁的氧化。这是一种缓慢的反应,我们每天都会在生锈的铁制品中看到这种反应。如果这种反应不慢,我们今天的世界就不会拥有非常古老的铁结构。
- 快速反应。在给定时间内消耗的试剂量和形成的产物量很大。例如:钠与水的反应是一种反应,除了快速发生之外,还非常危险。
- 反应缓慢在给定时间内消耗的试剂量和形成的产物量非常少。例如:铁的氧化。这是一种缓慢的反应,我们每天都会在生锈的铁制品中看到这种反应。如果这种反应不慢,我们今天的世界就不会拥有非常古老的铁结构。
- 根据所涉及的粒子类型。
- 根据反应方向。
- 可逆反应。它们是双向的,即产物可以再次成为反应物。例如:
- 不可逆反应。它们只发生在一种意义上,即反应物转化为产物,而不会发生相反的过程。例如:
- 可逆反应。它们是双向的,即产物可以再次成为反应物。例如:
有机反应。它们涉及有机化合物,这些化合物与生命的基础有关。它们的分类取决于有机化合物的类型,因为每个官能团都有一系列特定的反应。例如,烷烃、烯烃、炔烃、 醇类、酮、醛、醚、酯、腈等。
有机化合物反应的一些例子是:
- 烷烃的卤化。烷烃的一个氢被相应的卤素取代。
- 烷烃的燃烧。烷烃与氧气反应生成 二氧化碳 和水。这种类型的反应会释放大量的能量。
- 烯烃的卤化。形成双键的碳上存在的两个氢被替换。
- 烯烃的加氢。两个氢加到双键上,从而产生相应的烷烃。该反应在铂、钯或镍等催化剂存在下发生。
化学反应的重要性
光合作用和呼吸作用都是化学反应的例子。化学反应对于我们所知的世界的存在和理解至关重要。物质在自然或人为条件下发生的变化(通常会产生有价值的材料)只是一个例子。化学反应重要性的最大证据是生命本身,包括它的所有表现形式。
的存在 生物 由于物质的反应能力,所有种类的可能性都是可能的,这使得最初的细胞生命形式能够通过代谢途径与环境交换能量,即通过一系列化学反应产生比消耗更多的有用能量。
例如,在我们的日常生活中 呼吸 它由多种化学反应组成,这些反应也存在于 光合作用 的 植物.
化学反应速度
化学反应需要规定的时间发生,这取决于反应物的性质和发生反应的环境。
影响化学反应速率的因素一般有:
- 温升高温往往会增加化学反应的速度。
- 压力增加。增加压力通常会增加化学反应的速度。这通常发生在对压力变化敏感的物质(例如气体)发生反应时。在液体和固体的情况下,压力变化不会引起它们反应速率的显着变化。
- 试剂所处的聚集状态。固体往往比液体或气体反应更慢,尽管速度也取决于每种物质的反应性。
- 使用催化剂(用于提高化学反应速度的物质)。这些物质不参与反应,它们只控制它们发生的速率。还有一些称为抑制剂的物质,它们的使用方式相同,但会产生相反的效果,即它们会减慢反应速度。
- 光能(光)。当光照在它们上面时,一些化学反应会加速。
- 试剂浓度。如果它们的试剂浓度很高,大多数化学反应会发生得更快。