Jak důležité jsou chemické reakce?
Kdysi dávno lidé zjistili, že:
- látky mohou reagovat a vytvářet nové látky
- tyto reakce lze řídit
Věda o chemii začala, když lidé začali systematicky experimentovat s chemickými reakcemi a logicky uspořádávat jejich výsledky.
S rozvojem chemie vědci zjistili, že živé věci existují pouze jako výsledek chemických reakcí – a to se týká i vás a mě.
Každá živá věc je pozoruhodně dobře organizovaná, samosprávná chemická soustava.
Složitá chemická soustava?“
Naše high-tech společnost by nemohla existovat bez schopnosti chemiků přesně řídit chemické reakce – obrazovka, kterou si právě prohlížíte, je jedním z příkladů zařízení, které by nebylo možné vyrobit.
Na stupnici vědeckého významu od jedné do deseti mají chemické reakce hodnotu deset.
Lidé začali reagovat s chemickými látkami už dávno
Naši dávní předkové se naučili:
- Jak využít a ovládat reakci kyslíku a dřeva k výrobě ohně.
- Jak uvolňovat kovy z jejich rud a vyrábět z nich účinné pluhy, sekery, kladiva a dláta.
- Jak dezinfikovat/dezinfikovat místnosti a budovy oxidem siřičitým, plynem uvolňovaným při spalování síry.
- Jak přeměňovat vápenec na oxid vápenatý, základ cementu a betonu. Díky tomu bylo možné realizovat rozsáhlé stavební projekty, jako bylo Koloseum ve starověkém Římě.
Koloseum bylo postaveno s použitím cementu na bázi oxidu vápenatého. Tato stavba je stará téměř 2000 let. Obrázek: Paul Zangaro
Ne všechna použití byla mírová
Naši předkové používali nové materiály, například železo a ocel, k vedení války. Objevili výbušné chemické reakce a smícháním dusičnanu draselného, uhlíku a síry vyrobili střelný prach.
Stále děláme nové objevy
Mobilní technologie závisí na objevech chemiků – od plastů po lithium-iontové baterie.
Přestože o chemii víme mnohem více než naši předkové, pokračujeme ve studiu chemických reakcí; to přináší zlepšení technologií i našeho zdraví.
K dalšímu zkoumání reakcí vede chemiky také samotné vzrušení z nových objevů. Příklady:
- Chemické reakce lithia pohánějí naše telefony, tablety a fotoaparáty.
- Biochemické a elektrochemické reakce umožňují našemu mozku ukládat vzpomínky a myslet.
- Nové chemické a biochemické reakce k výrobě nových antibiotik, protože bakterie jsou stále odolnější vůči antibiotikům, která používáme dnes.
Reaktanty a produkty
Chemické reakce začínají reaktanty a končí produkty. V chemických reakcích:
Použití výše uvedené šipky směřující doprava znamená, že všechny reaktanty se mění v produkty. Například vodu můžeme vyrobit reakcí vodíku s kyslíkem. Reaktanty jsou vodík a kyslík. Produktem je voda v plynné fázi, protože při reakci vzniká velké množství tepla.
Často dochází při chemických reakcích k rovnováze, kdy reakce probíhá oběma směry, což vede ke směsi reaktantů a produktů.
To je znázorněno pomocí jiné šipky:
Například reakce v plynné fázi, která se používá k výrobě amoniaku z vodíku a dusíku, vede k rovnováze:
V rovnováze jsou reakční rychlosti v přímém a zpětném směru stejné.
Jak poznáme, že proběhla chemická reakce?
K chemické reakci došlo pouze tehdy, když vznikla jedna nebo více nových látek. Někdy je to zřejmé, jindy méně.
Často také zjistíte změnu energie, protože reakce se zahřeje nebo ochladí.
Příklad
Potraviny mohou chemicky reagovat s kyslíkem. Dva způsoby reakce potravin s kyslíkem jsou hoření a dýchání.
Je-li potravina sacharid, slovní rovnice pro hoření i dýchání je:
Hoření
Popel a plamen dávají najevo, že vznikají nové látky a že se uvolnila energie. Popel vzniká proto, že potraviny obvykle nehoří čistě. Ačkoli oxid uhličitý a voda, které reakcí vznikají, jsou méně zřejmé, z popela a plamene lze snadno poznat, že došlo k chemické reakci.
Dýchání
Důkaz chemické reakce při dýchání je nenápadnější, než když spalujeme potraviny. Není zřejmé, že reakcí vzniká voda a oxid uhličitý, i když je můžeme zjistit. Například pomocí vápenné vody můžeme prokázat, že ve vzduchu, který vydechujeme, je více oxidu uhličitého než ve vzduchu, který vdechujeme. Při dýchání na studené okno dochází ke kondenzaci, což svědčí o přítomnosti vody v našem dechu. Energie uvolněná dýcháním udržuje všechny živočichy na naší planetě v pohybu a teplokrevné živočichy v teple.
Znaky chemické reakce
Podívejte se na jeden nebo více z nich:
Změny vzhledu
Uvolňuje se plyn 
Objevuje se nebo mizí pevná látka
Změní se barva
.
Změní se energie
Změní se teplota
Vidí se světlo/plameny
Slyší se zvuk
Všechny výše uvedené znaky jsou vodítkem, ale (kromě plamenů) nedokazují, že došlo k reakci.
Pamatuj si:
K chemické reakci došlo pouze tehdy, pokud vznikla jedna nebo více nových látek.
Tady je příklad chemické reakce. Určete reaktant(y) a produkt(y).
Zobrazit odpověď
Opečete si chleba a nakonec ho spálíte. Došlo k chemické reakci? Proč?“
Ukázat odpověď
Strom roste o něco výš. Došlo k chemické reakci? Proč?“
Ukázat odpověď
Jmenuj tři vizuální stopy, podle kterých se mohla odehrát chemická reakce.
Zobrazit odpověď
Pokud voda zmrzne, došlo k chemické reakci? Proč?
Ukázat odpověď
.