Hvor vigtige er kemiske reaktioner?

For længe siden opdagede man, at:

• Stoffer kan reagere og danne nye stoffer
• Disse reaktioner kan kontrolleres

Kemividenskaben begyndte, da man begyndte at eksperimentere med kemiske reaktioner systematisk og organisere resultaterne logisk.

I takt med at kemien udviklede sig, lærte forskerne, at levende ting kun eksisterer som et resultat af kemiske reaktioner – og det gælder også dig og mig.

Alle levende ting er et bemærkelsesværdigt velorganiseret, selvstyrende kemisæt.

Sofistikerede kemisæt?

Vores højteknologiske samfund ville ikke kunne eksistere uden kemikeres evne til præcist at kontrollere kemiske reaktioner – den skærm, du ser lige nu, er et eksempel på en enhed, som det ville være umuligt at fremstille.

Så på en skala fra et til ti af videnskabelig betydning får kemiske reaktioner en ti’er.

Mennesker begyndte at lade kemikalier reagere for længe siden

Vores gamle forfædre lærte:

• Hvordan de kunne udnytte og kontrollere ilt-træreaktionen for at lave ild.
• Hvordan man frigjorde metaller fra deres malme for at fremstille effektive plove, økser, hamre og mejsler.
• Hvordan man desinficerede/fumigerede rum og bygninger med svovldioxid, den gas, der frigives ved forbrænding af svovl.
• Hvordan man omdannede kalksten til calciumoxid, der er grundlaget for cement og beton. Store byggeprojekter som det gamle Roms Colosseum blev mulige.

Colosseum blev bygget ved hjælp af calciumoxidcement. Denne bygning er næsten 2000 år gammel. Billede af Paul Zangaro

Når ikke alle anvendelser var fredelige

Vores forfædre brugte nye materialer, såsom jern og stål, til at føre krig. De opdagede eksplosive kemiske reaktioner og fremstillede krudt ved at blande kaliumnitrat, kulstof og svovl.

Vi gør stadig nye opdagelser

Mobilteknologi afhænger af opdagelser, der er gjort af kemikere – fra plastik til lithium-ion-batterier.

Selv om vi ved meget mere om kemi end vores forfædre gjorde, fortsætter vi med at studere kemiske reaktioner; det giver forbedringer i teknologien og vores helbred.

Den rene spænding ved at gøre nye opdagelser driver også kemikere til at fortsætte med at undersøge reaktioner. Eksempler herpå er:

• Lithium kemiske reaktioner driver vores telefoner, tablet-computere og kameraer.
• Biokemiske og elektrokemiske reaktioner gør det muligt for vores hjerne at lagre minder og tænke.
• Nye kemiske og biokemiske reaktioner til at fremstille nye antibiotika, fordi bakterier bliver mere og mere resistente over for de antibiotika, vi bruger i dag.

Reaktanter og produkter

Kemiske reaktioner begynder med reaktanter og ender med produkter. I kemiske reaktioner:

Anvendelse af den højre pegende pil ovenfor indebærer, at alle reaktanter bliver til produkter. Vi kan f.eks. lave vand ved at lade brint reagere med ilt. Reaktanterne er brint og ilt. Produktet er vand i gasfasen, fordi reaktionen producerer en masse varme.

Ofte resulterer kemiske reaktioner i en ligevægt, hvor reaktionen forløber i begge retninger, hvilket fører til en blanding af reaktanter og produkter.

Dette vises ved hjælp af en anden pil:

For eksempel resulterer gasfasereaktionen, der bruges til at fremstille ammoniak af brint og kvælstof, i en ligevægt:

I ligevægt er reaktionshastigheden i den fremadgående og den omvendte retning lige store.

Hvordan ved vi, at der har været en kemisk reaktion?

Vidste du det?

Firefluer lyser, når en kemisk reaktion i deres krop frigør lys.

Firefluer af Yikrazuul

Der har kun været en kemisk reaktion, når der er dannet et eller flere nye stoffer. Nogle gange er det indlysende, andre gange er det mindre indlysende.

Man vil også ofte opdage en energiforandring, fordi reaktionen vil varme op eller køle ned.

Eksempel

Mad kan reagere kemisk med ilt. To måder at lade maden reagere med ilt på er forbrænding og respiration.

Hvis maden er et kulhydrat, er ordligningen for både forbrænding og respiration:

Brænding
Asken og flammen gør det tydeligt, at der bliver dannet nye stoffer, og at der er blevet frigivet energi. Der dannes aske, fordi mad normalt ikke brænder rent. Selv om den kuldioxid og det vand, der dannes ved reaktionen, er mindre tydelige, gør asken og flammen det let at se, at der har fundet en kemisk reaktion sted.

Respiration
Bevistelsen for en kemisk reaktion under respiration er mere subtil, end når vi brænder mad. Det er ikke tydeligt, at der dannes vand og kuldioxid ved reaktionen, selv om vi kan opdage dem. Vi kan f.eks. bruge kalkvand til at vise, at der er mere kuldioxid i den luft, vi ånder ud, end der er i den luft, vi ånder ind. Når vi trækker vejret på en kold rude, opstår der kondensation, hvilket viser, at der er vand i vores ånde. Den energi, der frigives ved åndedrættet, holder alle dyr på vores planet i bevægelse og holder varmblodede dyr varme.

Tegn på en kemisk reaktion

Læs efter en eller flere af disse:

Udseende ændres

Gas frigives

Et fast stof dukker op eller forsvinder

Der sker en farveændring

Energiforandringer

Temperaturen ændrer sig

Lys/flammer ses

Lyd høres

Tegnene ovenfor er alle ledetråde, men (bortset fra flammer) beviser ikke, at der har været en reaktion.

Husk:
En kemisk reaktion er kun sket, hvis der er dannet et eller flere nye stoffer.

Her er et eksempel på en kemisk reaktion. Identificer reaktant(er) og produkt(er).

Vis svar

Du rister noget brød og ender med at brænde det. Er der sket en kemisk reaktion? Hvorfor?

Vis svar

Et træ vokser lidt højere. Er der sket en kemisk reaktion? Hvorfor?

Vis svar

Nævn tre visuelle tegn på, at der kan være sket en kemisk reaktion.

Vis svar

Når vand fryser, er der så sket en kemisk reaktion? Hvorfor?

Vis svar