Οι 14 τύποι των κύριων χημικών αντιδράσεων



Το τύπους χημικών αντιδράσεων μπορεί να ταξινομηθεί σε σχέση με την ενέργεια, την ταχύτητα, τον τύπο της αλλαγής, στα σωματίδια που έχουν τροποποιηθεί και στην κατεύθυνση.

Μία χημική αντίδραση ως τέτοια αντιπροσωπεύει έναν ατομικό ή μοριακό μετασχηματισμό ο οποίος μπορεί να συμβεί σε ένα υγρό, στερεό ή αέριο μέσο. Με τη σειρά του, η ανταλλαγή αυτή μπορεί να συνεπάγεται μια αναδιάρθρωση όσον αφορά τις φυσικές ιδιότητες, όπως η δημιουργία ενός στερεού, μεταβαλλόμενου χρώματος, η απελευθέρωση ή η απορρόφηση θερμότητας, η παραγωγή αερίων, μεταξύ άλλων διαδικασιών.

Ο κόσμος που μας περιβάλλει αποτελείται από μια μεγάλη ποικιλία στοιχείων, ουσιών και σωματιδίων που αλληλεπιδρούν συνεχώς μεταξύ τους. Αυτές οι αλλαγές στην ύλη ή στη φυσική κατάσταση των πραγμάτων είναι θεμελιώδεις για τις διαδικασίες που διέπουν την ανθρωπότητα. Η γνώση τους είναι ένα σημαντικό μέρος για να κατανοήσουμε τη δυναμική τους και την επιρροή τους.

Οι ουσίες που δρουν σε αυτή τη χημική αλλαγή ή χημικό φαινόμενο ονομάζονται αντιδραστήρια ή αντιδραστήρια και δημιουργούν μια άλλη κατηγορία ενώσεων που διαφέρουν από τις αρχικές, που ονομάζονται προϊόντα. Αντιπροσωπεύονται σε εξισώσεις που πηγαίνουν από αριστερά προς τα δεξιά μέσω ενός βέλους που υποδεικνύει την κατεύθυνση στην οποία συμβαίνει η αντίδραση.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται οι διαφορετικές χημικές αντιδράσεις, ήταν απαραίτητο να ταξινομηθούν σύμφωνα με συγκεκριμένα κριτήρια. Ένας παραδοσιακός τρόπος κάλυψής τους είναι τα εξής: σε σχέση με την ενέργεια, την ταχύτητα, τον τύπο αλλαγής, τα σωματίδια που έχουν τροποποιηθεί και την κατεύθυνση.

Ταξινόμηση των τύπων των χημικών αντιδράσεων

Ανταλλαγή ενέργειας

Αυτή η ενότητα απεικονίζει τις χημικές αντιδράσεις που έχουν καταγραφεί λαμβάνοντας υπόψη την απελευθέρωση ή την απορρόφηση της θερμότητας. Αυτός ο τύπος μετασχηματισμού ενέργειας χωρίζεται σε δύο κατηγορίες:

  • Εξώθερμο. Αυτός ο τύπος αντιδράσεων μπορεί να περιλαμβάνει και άλλους, αφού περιλαμβάνουν την απελευθέρωση ενέργειας ή ενθαλπίας. Παρατηρείται στην καύση καυσίμων, καθώς η ανακατανομή των συνδέσμων μπορεί να παράγει φως, ήχο, ηλεκτρισμό ή θερμότητα. Αν και χρειάζονται θερμότητα για σπάσιμο, ο συνδυασμός στοιχείων προκαλεί περισσότερη ενέργεια.
  • Ενδοθερμική. Αυτό το είδος χημικής αντίδρασης διακρίνεται από την απορρόφηση ενέργειας. Αυτή η συμβολή θερμότητας είναι απαραίτητη για να σπάσει τους δεσμούς και να αποκτήσει το επιθυμητό προϊόν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η θερμοκρασία περιβάλλοντος δεν είναι αρκετή, επομένως είναι απαραίτητο να θερμάνετε το μείγμα.

Κινητικές αντιδράσεις

Αν και η έννοια της κινητικής σχετίζεται με την κίνηση, σε αυτό το πλαίσιο υποδεικνύει την ταχύτητα με την οποία συμβαίνει ο μετασχηματισμός. Με αυτή την έννοια, οι τύποι αντιδράσεων είναι οι εξής:

  • Lentas. Αυτός ο τύπος αντιδράσεων μπορεί να διαρκέσει για ώρες και ακόμη και χρόνια λόγω του τύπου αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφόρων συστατικών.
  • Γρήγορα. Συνήθως συμβαίνουν πολύ γρήγορα, από μερικές χιλιοστά του δευτερολέπτου έως μερικά λεπτά.

Η χημική κινητική είναι η περιοχή που μελετά την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων μέσα σε διάφορα συστήματα ή μέσα. Αυτό το είδος μετασχηματισμών μπορεί να μεταβληθεί από μια μεγάλη ποικιλία παραγόντων, μεταξύ των οποίων μπορούμε να τονίσουμε τα εξής:

  • Συγκέντρωση αντιδραστηρίου. Όσο υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση αυτών, η αντίδραση θα είναι ταχύτερη. Δεδομένου ότι οι περισσότερες χημικές αλλαγές εμφανίζονται στο διάλυμα, χρησιμοποιείται γραμμομοριακό για αυτό. Για να προκαλέσουν συγκρούσεις μεταξύ των μορίων, είναι σημαντικό να καθοριστεί η συγκέντρωση των γραμμομορίων και το μέγεθος του δοχείου.
  • Η σχετική θερμοκρασία. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία της διαδικασίας, η αντίδραση αποκτά μεγαλύτερη ταχύτητα. Αυτή η επιτάχυνση προκαλεί μια ενεργοποίηση, η οποία με τη σειρά της επιτρέπει τη διάσπαση των συνδέσμων. Είναι αναμφισβήτητα ο πιο σημαντικός παράγοντας υπό αυτή την έννοια, επομένως οι νόμοι της ταχύτητας εξαρτώνται από την παρουσία ή την απουσία τους.
  • Παρουσία καταλύτη. Όταν χρησιμοποιούνται καταλυτικές ουσίες, οι περισσότεροι μοριακοί μετασχηματισμοί συμβαίνουν με ταχύτερο ρυθμό. Επιπλέον, οι καταλύτες λειτουργούν τόσο ως προϊόντα όσο και ως αντιδραστήρια, οπότε μια μικρή δόση είναι αρκετή για να οδηγήσει τη διαδικασία. Η λεπτομέρεια είναι ότι κάθε αντίδραση απαιτεί έναν ειδικό καταλύτη.
  • Επιφανειακή επιφάνεια καταλυτών ή αντιδραστηρίων. Οι ουσίες που παρουσιάζουν αύξηση στην επιφάνεια στην στερεά φάση τείνουν να εκτελούνται ταχύτερα. Αυτό σημαίνει ότι ένας αριθμός τεμαχίων ενεργεί πιο αργά από την ίδια ποσότητα λεπτόκοκκης σκόνης. Για το λόγο αυτό εφαρμόζονται οι καταλύτες με την εν λόγω σύνθεση.

Κατεύθυνση της αντίδρασης

Οι αντιδράσεις συμβαίνουν με μια ορισμένη έννοια, ανάλογα με την εξίσωση που δείχνει πως θα γίνει ο μετασχηματισμός των εμπλεκόμενων στοιχείων. Ορισμένες χημικές αλλαγές τείνουν να εμφανίζονται σε μία μόνο κατεύθυνση ή και στις δύο ταυτόχρονα. Μετά από αυτή την ιδέα, υπάρχουν δύο τύποι χημικών φαινομένων που μπορούν να συμβούν:

  • Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις. Σε αυτό το είδος μετασχηματισμού το προϊόν δεν μπορεί πλέον να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση. Δηλαδή, οι ουσίες που έρχονται σε επαφή και εκπέμπουν ατμούς ή καθιζάνουν παραμένουν αλλοιωμένες. Στην περίπτωση αυτή, η αντίδραση συμβαίνει από τα αντιδραστήρια στα προϊόντα.
  • Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις. Σε αντίθεση με την προηγούμενη έννοια, οι ουσίες που έρχονται σε επαφή για να σχηματίσουν μια ένωση, μπορούν να επιστρέψουν στην αρχική κατάσταση. Για να συμβεί αυτό, απαιτείται συχνά ένας καταλύτης ή η παρουσία θερμότητας. Στην περίπτωση αυτή, η αντίδραση συμβαίνει από τα προϊόντα στα αντιδραστήρια.

Τροποποίηση σωματιδίων

Σε αυτή την κατηγορία, η κυρίαρχη αρχή είναι η ανταλλαγή σε μοριακό επίπεδο για τον σχηματισμό ενώσεων που παρουσιάζουν μια άλλη φύση. Επομένως, οι σχετικές αντιδράσεις ονομάζονται ως εξής:

  • Σύνθεσης ή συνδυασμού. Αυτό το σενάριο περιλαμβάνει δύο ή περισσότερες ουσίες οι οποίες, όταν συνδυαστούν, δημιουργούν ένα διαφορετικό προϊόν με μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Συνήθως εκπροσωπείται με τον ακόλουθο τρόπο: A + B → AB. Υπάρχει μια διαφοροποίηση όσον αφορά την ονομασία, αφού στον συνδυασμό μπορεί να υπάρχουν δύο στοιχεία, ενώ η σύνθεση απαιτεί καθαρά στοιχεία.
  • Αποσύνθεση. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, κατά τη διάρκεια αυτής της χημικής αλλαγής το παραγόμενο προϊόν χωρίζεται σε 2 ή περισσότερες ουσίες που είναι απλούστερες. Χρησιμοποιώντας την παράστασή του, μπορεί να παρατηρηθεί ως εξής: ΑΒ → Α + Β. Συνοπτικά, ένα αντιδραστήριο χρησιμοποιείται για την απόκτηση αρκετών προϊόντων.
  • Μετακίνηση ή αντικατάσταση. Σε αυτόν τον τύπο αντίδρασης υπάρχει η αντικατάσταση ενός στοιχείου ή ατόμου με ένα άλλο πιο δραστικό σε μια ένωση. Αυτό εφαρμόζεται για να δημιουργηθεί ένα απλούστερο νέο προϊόν μετακινώντας ένα άτομο. Η αναπαράσταση ως εξίσωση μπορεί να φανεί ως εξής: A + BC → AC + B
  • Διπλή υποκατάσταση ή μετατόπιση. Με την εξομοίωση του προηγούμενου χημικού φαινομένου, στην περίπτωση αυτή υπάρχουν δύο ενώσεις που ανταλλάσσουν άτομα για να παράγουν δύο νέες ουσίες. Αυτά παράγονται συνήθως σε ένα υδατικό μέσο με ιονικές ενώσεις, το οποίο παράγει καθίζηση, αέριο ή νερό. Η εξίσωση μοιάζει με αυτό: AB + CD → AD + CB.

Μεταφορά σωματιδίων

Οι χημικές αντιδράσεις αντιπροσωπεύουν αρκετά φαινόμενα ανταλλαγής, ειδικά σε μοριακό επίπεδο. Όταν ένα ιόν ή ένα ηλεκτρόνιο παραχωρείται ή απορροφάται μεταξύ δύο διαφορετικών ουσιών, δημιουργεί μια άλλη τάξη μετασχηματισμών που καταγράφονται σωστά.

Καταβύθιση

Κατά τη διάρκεια αυτού του τύπου αντίδρασης, τα ιόντα ανταλλάσσονται μεταξύ των ενώσεων. Συνήθως συμβαίνει σε ένα υδατικό μέσο με την παρουσία ιοντικών ουσιών. Μόλις αρχίσει η διαδικασία, ένα ανιόν και ένα κατιόν έρχονται μαζί, το οποίο παράγει μια αδιάλυτη ένωση. Η καθίζηση οδηγεί στη δημιουργία προϊόντων σε στερεά κατάσταση.

Αντίδραση βάσης οξέος (πρωτόνια)

Με βάση τη θεωρία Arrhenius, λόγω του διδακτικού της χαρακτήρα, ένα οξύ είναι μια ουσία που επιτρέπει την απελευθέρωση ενός πρωτονίου. Από την άλλη πλευρά, μια βάση είναι επίσης ικανή να δώσει ιόντα παρόμοια με υδροξείδιο. Αυτό σημαίνει ότι οι όξινες ουσίες συνδυάζονται με ένα υδροξύλιο για να σχηματίσουν νερό και τα υπόλοιπα ιόντα σχηματίζουν ένα άλας. Είναι επίσης γνωστή ως αντίδραση εξουδετέρωσης.

Οξείδωση-αναγωγή ή οξειδοαναγωγική αντίδραση (ηλεκτρόνια)

Αυτό το είδος χημικής αλλαγής χαρακτηρίζεται από την επαλήθευση της μεταφοράς ηλεκτρονίων μεταξύ των αντιδραστηρίων. Η εν λόγω παρατήρηση παρατηρείται από τον αριθμό οξείδωσης. Σε περίπτωση που υπάρχει κέρδος των ηλεκτρονίων, ο αριθμός θα μειωθεί και επομένως είναι κατανοητό ότι έχει μειωθεί. Από την άλλη πλευρά, αν ο αριθμός αυξάνεται, θεωρείται ως οξείδωση.

Καύση

Σχετικά με τα παραπάνω, αυτές οι διαδικασίες ανταλλαγής διακρίνονται από ουσίες που είναι οξειδωμένες (καύσιμα) και εκείνες που είναι μειωμένες (οξειδωτές). Μια τέτοια αλληλεπίδραση απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας, η οποία με τη σειρά της σχηματίζει αέρια. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι η καύση υδρογονανθράκων, στην οποία ο άνθρακας μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο στο νερό.

Άλλες σημαντικές αντιδράσεις

Αναπνοή

Αυτή η χημική αντίδραση, απαραίτητη για τη ζωή, συμβαίνει στο κυτταρικό επίπεδο. Περιλαμβάνει την εξώθερμη οξείδωση ορισμένων οργανικών ενώσεων για την παραγωγή ενέργειας, η οποία πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη διεξαγωγή των μεταβολικών διεργασιών.

Φωτοσύνθεση

Σε αυτή την περίπτωση, αναφέρεται σε μια πολύ γνωστή διαδικασία ότι τα φυτά τρέχουν για να εκχυλίσουν οργανική ύλη από το ηλιακό φως, το νερό και τα άλατα. Η αρχή έγκειται στη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε χημική ενέργεια, η οποία συσσωρεύεται στα κύτταρα ΑΤΡ, που είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση οργανικών ενώσεων.

Οξύ βροχή

Τα παραπροϊόντα που παράγονται από τα διάφορα είδη βιομηχανιών σε συνδυασμό με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας παράγουν θείο και οξείδια του αζώτου που καταλήγουν στην ατμόσφαιρα. Είτε με οξειδωτικό αποτέλεσμα στον αέρα είτε με άμεση εκπομπή, δημιουργούνται είδη SO3 και ΟΧΙ2, που σε επαφή με την υγρασία, σχηματίζουν νιτρικό οξύ και θειικό οξύ.

Εφέ του θερμοκηπίου

Η μικρή αναλογία CO2 στην επίγεια ατμόσφαιρα είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας του πλανήτη. Καθώς το αέριο αυτό συσσωρεύεται στην ατμόσφαιρα, παράγει ένα φαινόμενο θερμοκηπίου που θερμαίνει τη γη. Αν και είναι μια απαραίτητη διαδικασία, η αλλοίωση αυτή φέρνει απροσδόκητες κλιματικές αλλαγές.

Αερόβιες και αναερόβιες αντιδράσεις

Όταν η έννοια του αερόβιου σχετίζεται, συνεπάγεται ότι εντός του μετασχηματισμού θα είναι απαραίτητη η παρουσία οξυγόνου για να συμβεί η αντίδραση. Διαφορετικά, όταν δεν υπάρχει οξυγόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, θεωρείται αναερόβιο γεγονός.

Με απλούστερους όρους, κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας αερόβιας άσκησης που απαιτεί πολύ χρόνο, παίρνετε την ενέργεια μέσω του οξυγόνου που αναπνέετε. Αυτό το στοιχείο ενσωματώνεται στους μύες μέσω του αίματος, το οποίο παράγει μια χημική ανταλλαγή με θρεπτικά συστατικά, τα οποία παράγουν ενέργεια.

Αντίθετα, όταν η άσκηση είναι αναερόβιας φύσης, η απαιτούμενη ενέργεια είναι για σύντομο χρονικό διάστημα. Για να το αποκτήσουν, οι υδατάνθρακες και τα λίπη υποφέρουν από μια χημική αποσύνθεση, η οποία παράγει την απαιτούμενη ενέργεια. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίδραση δεν απαιτεί την παρουσία οξυγόνου για τη σωστή λειτουργία της διαδικασίας.

Παράγοντες που επηρεάζουν τις χημικές αντιδράσεις

Όπως κάθε διαδικασία που πλαισιώνεται από ένα πλαίσιο χειραγώγησης, το περιβάλλον διαδραματίζει θεμελιώδη ρόλο, καθώς και άλλους παράγοντες που σχετίζονται με τα χημικά φαινόμενα. Εκτός από την επιτάχυνση, την επιβράδυνση ή την πρόκληση της επιθυμητής αντίδρασης, η αναδημιουργία των ιδανικών συνθηκών απαιτεί τον έλεγχο όλων των μεταβλητών που θα μπορούσαν να μεταβάλουν το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Ένας από αυτούς τους παράγοντες είναι το φως, το οποίο είναι απαραίτητο για ορισμένους τύπους χημικών αντιδράσεων, όπως αυτές της αποσύνδεσης. Όχι μόνο λειτουργεί ως σκανδάλη, αλλά μπορεί επίσης να έχει αρνητικές επιπτώσεις σε ορισμένες ουσίες, όπως οξέα, των οποίων η έκθεση τους υποβαθμίζει. Λόγω αυτής της φωτοευαισθησίας, προστατεύονται από σκοτεινά δοχεία.

Ομοίως, η ηλεκτρική ενέργεια που εκφράζεται ως ρεύμα με ένα συγκεκριμένο φορτίο μπορεί να επιτρέψει τη διάσπαση διαφόρων ουσιών, ιδιαίτερα εκείνων που διαλύονται στο νερό. Αυτό δημιουργεί ένα χημικό φαινόμενο γνωστό ως ηλεκτρόλυση, το οποίο υπάρχει επίσης στον συνδυασμό ορισμένων αερίων.

Σχετικά με το υδατικό μέσο, ​​η υγρασία περιέχει ιδιότητες που του επιτρέπουν να δρα τόσο ως οξύ όσο και ως βάση, γεγονός που επιτρέπει τη μεταβολή της σύνθεσής του. Αυτό διευκολύνει τις χημικές αλλαγές λειτουργώντας ως διαλύτης ή διευκολύνοντας την ενσωμάτωση του ηλεκτρισμού κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Εντός της οργανικής χημείας, οι ζυμώσεις έχουν πρωταρχικό ρόλο να παράγουν σημαντικά αποτελέσματα που σχετίζονται με τις χημικές αντιδράσεις. Αυτές οι οργανικές ουσίες επιτρέπουν τον συνδυασμό, διάσπαση και αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών ενώσεων. Η ζύμωση είναι ουσιαστικά μια διαδικασία που συμβαίνει μεταξύ στοιχείων οργανικής φύσης.

Αναφορές

  1. Restrepo, Javier F. (2015). Τέταρτη περίοδος. Χημικές αντιδράσεις και στοιχειομετρία. Ιστός: es.slideshare.net.
  2. Osorio Giraldo, Darío R. (2015). Τύποι χημικών αντιδράσεων. Τμήμα Ακρινών και Φυσικών Επιστημών. Πανεπιστήμιο της Αντιοκίας. Web: aprendeenlinea.udea.edu.co.
  3. Gómez Quintero, Claudia S. Σημειώσεις σχετικά με τις χημικές διεργασίες για τη μηχανική συστημάτων. Cap. 7, Κινητική αντίδραση και χημικοί αντιδραστήρες. Πανεπιστήμιο των Άνδεων. Web: webdelprofesor.ula.ve.
  4. Online καθηγητής (2015). Χημικές αλλαγές στην ύλη. Web: www.profesorenlinea.com.
  5. Martínez José (2013). Ενδόθερμες και εξωθερμικές αντιδράσεις. Ιστός: es.slideshare.net.
  6. Απόσπασμα (χωρίς συγγραφέα ή ημερομηνία). Οι χημικές αντιδράσεις 1η θέση του Bachillerato. Web: recursostic.educación.es.