- Milyen fontosak a kémiai reakciók?
- Az emberek már nagyon régen elkezdtek kémiai reakciókkal foglalkozni
- Nem minden felhasználás békés volt
- Még mindig új felfedezéseket teszünk
- Reaktánsok és termékek
- Honnan tudjuk, hogy kémiai reakció történt?
- Példa
- Kémiai reakció jelei
- A megjelenés megváltozik
- Energiaváltozás
Milyen fontosak a kémiai reakciók?
Régen az emberek felfedezték, hogy:
- az anyagok reakcióba lépve új anyagokat hozhatnak létre
- ezek a reakciók irányíthatóak
A kémia tudománya akkor kezdődött, amikor az emberek szisztematikusan kísérletezni kezdtek a kémiai reakciókkal, és eredményeiket logikusan rendszerezték.
A kémia fejlődése során a tudósok rájöttek, hogy az élőlények csak kémiai reakciók eredményeként léteznek – és ebbe te és én is beletartozunk.
Minden élőlény egy figyelemre méltóan jól szervezett, önmagát irányító kémiai készlet.”
Kidolgozott kémiai készletek?
A mi high-tech társadalmunk nem létezhetne a kémikusok azon képessége nélkül, hogy pontosan irányítsák a kémiai reakciókat – a képernyő, amelyet most nézel, egy példa egy olyan eszközre, amelyet lehetetlen lenne elkészíteni.
A tudományos jelentőség egytől tízig terjedő skáláján tehát a kémiai reakciók tízes értékűek.
Az emberek már nagyon régen elkezdtek kémiai reakciókkal foglalkozni
Ősi őseink megtanulták:
- hogy hogyan használjuk fel és irányítsuk az oxigén-fa reakciót a tűz előállításához.
- Hogyan szabadítsák fel érceikből a fémeket, hogy hatékony ekéket, fejszéket, kalapácsokat és vésőket készítsenek.
- Hogyan fertőtlenítsék/füstöljék a helyiségeket és épületeket kén-dioxiddal, a kén elégetésekor felszabaduló gázzal.
- Hogyan alakítsák a mészkövet kalcium-oxiddá, a cement és a beton alapanyagává. Lehetővé váltak az olyan nagyszabású építkezések, mint az ókori római Colosseum.
A Colosseumot kalcium-oxid-cement felhasználásával építették. Ez az épület csaknem 2000 éves. Kép: Paul Zangaro
Nem minden felhasználás békés volt
Őseink új anyagokat, például vasat és acélt használtak a háborúkhoz. Felfedezték a robbanékony kémiai reakciókat, és kálium-nitrát, szén és kén keverésével puskaport készítettek.
Még mindig új felfedezéseket teszünk
A mobiltechnológia a vegyészek felfedezéseitől függ – a műanyagtól a lítium-ion akkumulátorokig.
Bár sokkal többet tudunk a kémiáról, mint elődeink, mégis folytatjuk a kémiai reakciók tanulmányozását; ez javulást hoz a technológiában és az egészségünkben.
A kémikusokat az új felfedezések puszta izgalma is arra ösztönzi, hogy folytassák a reakciók vizsgálatát. Példák:
- A lítium kémiai reakciók működtetik telefonjainkat, táblagépeinket és fényképezőgépeinket.
- A biokémiai és elektrokémiai reakciók teszik lehetővé, hogy agyunk emlékeket tároljon és gondolkodjon.
- Új kémiai és biokémiai reakciók új antibiotikumok előállítására, mert a baktériumok egyre ellenállóbbak a ma használt antibiotikumokkal szemben.
Reaktánsok és termékek
A kémiai reakciók reaktánsokkal kezdődnek és termékekkel végződnek. A kémiai reakciókban:
A fenti jobbra mutató nyíl használata azt jelenti, hogy minden reaktáns termékké alakul. Például vizet állíthatunk elő hidrogén és oxigén reakciójával. A reaktánsok a hidrogén és az oxigén. A termék a gázfázisban lévő víz, mert a reakció során sok hő keletkezik.
A kémiai reakciók gyakran olyan egyensúlyt eredményeznek, amelyben a reakció mindkét irányba halad, és a reaktánsok és a termékek keveréke jön létre.
Ezt más nyíllal mutatjuk be:
Az ammónia hidrogénből és nitrogénből történő előállításához használt gázfázisú reakció például egyensúlyt eredményez:
Egyensúlyban az előre- és a hátrameneti reakciósebesség egyenlő.
Honnan tudjuk, hogy kémiai reakció történt?
Kémiai reakció csak akkor történt, ha egy vagy több új anyag keletkezik. Néha ez nyilvánvaló, néha kevésbé.
Az energiaváltozást is gyakran észlelheted, mert a reakció felmelegszik vagy lehűl.
Példa
Az élelmiszerek kémiai reakcióba léphetnek az oxigénnel. Az élelmiszerek oxigénnel való reakciójának két módja az égés és a légzés.
Ha az élelmiszer szénhidrát, akkor mind az égés, mind a légzés szóegyenlete:
Égés
A hamu és a láng nyilvánvalóvá teszi, hogy új anyagok keletkeznek, és energia szabadul fel. Hamu azért képződik, mert az ételek általában nem égnek el tisztán. Bár a reakció során keletkező szén-dioxid és víz kevésbé nyilvánvaló, a hamu és a láng alapján könnyen megállapítható, hogy kémiai reakció ment végbe.
Lélegzés
A légzés során lejátszódó kémiai reakcióra utaló jelek sokkal finomabbak, mint amikor ételt égetünk el. Nem nyilvánvaló, hogy a reakció során víz és szén-dioxid keletkezik, bár észlelhetjük őket. Például mészvízzel kimutathatjuk, hogy a kilélegzett levegőben több szén-dioxid van, mint a belélegzett levegőben. Ha hideg ablakon lélegzünk, kondenzvíz keletkezik, ami azt jelzi, hogy a leheletünkben víz van. A légzéssel felszabaduló energia tartja mozgásban a bolygónkon élő összes állatot, és melegen tartja a melegvérű állatokat.
Kémiai reakció jelei
Keresd meg ezek közül egyet vagy többet:
A megjelenés megváltozik
Gáz szabadul fel 
Egy szilárd anyag megjelenik vagy eltűnik
Változik a szín
.
Energiaváltozás
Változik a hőmérséklet
Fény/lángok láthatóak
Hang hallható
A fenti jelek mind nyomok, de (a lángok kivételével) nem bizonyítják a reakciót.
Memlékezz:
Kémiai reakció csak akkor történt, ha egy vagy több új anyag keletkezik.
Itt egy példa a kémiai reakcióra. Határozza meg a reaktáns(ok)at és a termék(ek)et.
Válasz megjelenítése
Kenyeret pirítasz, és a végén megégeted. Történt kémiai reakció? Miért?
Válasz megjelenítése
Egy fa egy kicsit magasabbra nő. Történt kémiai reakció? Miért?
Válasz megjelenítése
Nevezz meg három vizuális nyomot arra, hogy kémiai reakció történhetett.
Válasz megjelenítése
Ha víz megfagy, kémiai reakció ment végbe? Miért?
Válasz megjelenítése