Kemiska reaktioner bryter befintliga molekylära kemiska bindningar, och nya bindningar bildas som ett resultat. Typiska kemiska reaktioner inkluderar förbränning, reduktion och utfällning. Under dessa kemiska reaktioner bryts de ursprungliga molekylerna ihop och bildar nya bindningar för att producera olika material. Ibland räcker det att föra samman två ämnen för att en kemisk reaktion ska kunna börja, men ofta krävs en yttre stimulans som att värma upp ämnena. Varje kemisk reaktion är en komplex interaktion mellan molekylär attraktion, energinivåer och yttre påverkan.
TL; DR (för lång; har inte läst)
Kemiska reaktioner gör och bryter de kemiska bindningarna mellan molekyler, vilket resulterar i nya material som produkter från den kemiska reaktionen. Kemiska reaktioner kan inträffa spontant eller kräva en extern utlösare som tillförsel av energi. Brytning av kemiska bindningar absorberar energi, samtidigt som nya bindningar frigör energi, där den totala kemiska reaktionen är endotermisk eller exotermisk. nedbrytning och skapandet av bindningar eller syntes. Nedbrytning kräver energi eftersom de kemiska bindningarna initialt är stabila och energi krävs för att bryta dem isär. Molekylerna i bindningen har en lägre energinivå än fria molekyler; att lägga till energi gör att de kan gå sönder.
Syntes frigör energi eftersom molekylerna binder sig för att bilda en stabil konfiguration och därför avger energi. De bundna molekylerna har en lägre energinivå än fria molekyler och hålls i den nya bindningen.
En övergripande kemisk reaktion som bryter bindningar och bildar nya kan vara endoterm (absorberande värme) eller exoterm (frigör värme), beroende på hur mycket energi som absorberas och produceras av sönderdelnings- och syntesreaktionerna. Vissa reaktioner producerar värme totalt sett, medan andra antingen absorberar värme från omgivningen eller kräver tillsats av yttre värme för att slutföra reaktionen. Under normala förhållanden i stabila omgivningar behöver en kemisk reaktion en yttre stimulans för att starta.
Endotermiska reaktioner
Eftersom det tar energi att bryta kemiska bindningar och starta kemiska reaktioner, händer få endotermiska reaktioner av sig själva. Processen tar vanligtvis en energiinmatning för att starta reaktionen och upprätthålla den. Även reaktioner som totalt sett är exotermiska kan behöva en energiinmatning i början för att bryta några av bindningarna.
Nedbrytningsreaktioner är enkla endotermiska reaktioner och kräver inmatning av energi. Till exempel ger uppvärmning av kvicksilveroxid kvicksilver och syre. Endotermiska reaktioner som är mer komplicerade kan äga rum om de kan använda värme från omgivningen. Till exempel reagerar det fasta ämnet bariumhydroxid och ammoniumklorid i en endoterm reaktion vid rumstemperatur för att producera bariumklorid och ammoniak vid en mycket kallare temperatur. Reaktionen tar värme från själva materialen, deras behållare och den omgivande luften.
Exoterma reaktioner
Reaktioner som genererar ett överskott av värme totalt sett är vanligare eftersom de tenderar att vara självhållande. Syntesreaktioner producerar värme, så de behöver inte en extern värmekälla för att fortsätta. Till exempel tillsätter man en liten mängd natrium till vatten natriumhydroxid och väte i en explosiv exoterm reaktion. Reaktionen startar spontant och fortsätter tills en av reaktanterna är slut. Det producerar vanligtvis så mycket värme att väte brinner med syrgas i luften för att bilda vatten.
Komplexa reaktioner som förlitar sig både på att bryta och bilda kemiska bindningar behöver ofta en extern energiinmatning för att starta men är sedan själv- gående. Exempelvis kräver förbränningen av kolväten en värmekälla för att bryta de första bindningarna. Typiskt behöver material som innehåller kolväten, såsom trä eller eldningsolja, en tändsticka eller en gnista för att sönderdela några av bindningarna. När bildandet av nya bindningar med värmeproduktionen påbörjas fortsätter reaktionen och producerar koldioxid och vattenånga.
Många vanliga industriella och kommersiella processer förlitar sig på kemiska reaktioner, särskilt exotermiska självhållande. Hur användbara de är och hur mycket arbete de gör beror på vilken typ av material som reagerar och de kemiska bindningarna som bryts och reformeras.
