Cât de importante sunt reacțiile chimice?

Cu mult timp în urmă, oamenii au descoperit că:

• substanțele pot reacționa pentru a produce noi substanțe
• aceste reacții pot fi controlate

Știința chimiei a început atunci când oamenii au început să experimenteze reacții chimice în mod sistematic și să-și organizeze rezultatele în mod logic.

Pe măsură ce chimia s-a dezvoltat, oamenii de știință au învățat că ființele vii există doar ca rezultat al reacțiilor chimice – iar acest lucru ne include pe tine și pe mine.

Care lucru viu este un set de chimie remarcabil de bine organizat, care se autogestionează.

Seturi sofisticate de chimie?

Societatea noastră de înaltă tehnologie nu ar putea exista fără capacitatea chimiștilor de a controla cu precizie reacțiile chimice – ecranul pe care îl vedeți chiar acum este un exemplu de dispozitiv care ar fi imposibil de realizat.

Deci, pe o scară de la unu la zece a importanței științifice, reacțiile chimice au nota zece.

Oamenii au început să facă reacții chimice cu mult timp în urmă

Strămoșii noștri antici au învățat:

• Cum să exploateze și să controleze reacția dintre oxigen și lemn pentru a face foc.
• Cum să elibereze metalele din minereurile lor pentru a face pluguri, topoare, ciocane și dălți eficiente.
• Cum să dezinfecteze/fumigeneze încăperile și clădirile cu dioxid de sulf, gazul eliberat prin arderea sulfului.
• Cum să transforme calcarul în oxid de calciu, baza cimentului și a betonului. Proiecte de construcții la scară largă, cum ar fi Colosseumul din Roma antică, au devenit posibile.

Colosseumul a fost construit folosind ciment din oxid de calciu. Această clădire are o vechime de aproape 2000 de ani. Imagine de Paul Zangaro

Nu toate utilizările au fost pașnice

Strămoșii noștri au folosit materiale noi, cum ar fi fierul și oțelul, pentru a purta războaie. Ei au descoperit reacții chimice explozive și au fabricat praful de pușcă amestecând nitrat de potasiu, carbon și sulf.

În continuare facem noi descoperiri

Tehnologia mobilă depinde de descoperirile făcute de chimiști – de la materiale plastice la baterii litiu-ion.

Deși știm mult mai multe despre chimie decât știau strămoșii noștri, continuăm să studiem reacțiile chimice; acest lucru aduce îmbunătățiri în tehnologie și în sănătatea noastră.

Pur și simplu entuziasmul de a face noi descoperiri îi determină pe chimiști să continue să investigheze reacțiile. Exemplele includ:

• Reacțiile chimice ale litiului ne alimentează telefoanele, tabletele și aparatele de fotografiat.
• Reacțiile biochimice și electrochimice permit creierului nostru să stocheze amintiri și să gândească.
• Reacții chimice și biochimice noi pentru a produce noi antibiotice, deoarece bacteriile devin din ce în ce mai rezistente la antibioticele pe care le folosim în prezent.

Reactanți și produse

Reacțiile chimice încep cu reactanți și se termină cu produse. În reacțiile chimice:

Utilizarea săgeții orientate spre dreapta de mai sus implică faptul că toți reactanții se transformă în produse. De exemplu, putem obține apă prin reacția hidrogenului cu oxigenul. Reactanții sunt hidrogenul și oxigenul. Produsul este apa în fază gazoasă, deoarece reacția produce multă căldură.

De multe ori, reacțiile chimice au ca rezultat un echilibru în care reacția se desfășoară în ambele sensuri, ducând la un amestec de reactanți și produse.

Acest lucru este ilustrat folosind o săgeată diferită:

De exemplu, reacția în fază gazoasă folosită pentru obținerea amoniacului din hidrogen și azot are ca rezultat un echilibru:

În echilibru, vitezele de reacție în sens direct și invers sunt egale.

Cum știm că a avut loc o reacție chimică?

Știați că?

Firele strălucesc atunci când o reacție chimică din corpul lor eliberează lumină.

Firele de Yikrazuul

A avut loc o reacție chimică numai atunci când se formează una sau mai multe substanțe noi. Uneori acest lucru este evident, alteori mai puțin.

De asemenea, veți detecta adesea o schimbare de energie, deoarece reacția se va încălzi sau se va răci.

Exemplu

Alimentul poate reacționa chimic cu oxigenul. Două moduri de reacție a alimentelor cu oxigenul sunt arderea și respirația.

Dacă alimentul este un carbohidrat, ecuația verbală atât pentru ardere cât și pentru respirație este:

Ardere
Cenușa și flacăra fac evident faptul că se produc substanțe noi și că a fost eliberată energie. Cenușa se formează pentru că, de obicei, alimentele nu ard curat. Deși dioxidul de carbon și apa formate în urma reacției sunt mai puțin evidente, cenușa și flacăra fac ușor de spus că a avut loc o reacție chimică.

Respirația
Demonstrația unei reacții chimice în timpul respirației este mai subtilă decât atunci când ardem alimente. Nu este evident că apa și dioxidul de carbon sunt produse de reacție, deși le putem detecta. De exemplu, putem folosi apă de var pentru a arăta că există mai mult dioxid de carbon în aerul pe care îl expirăm decât în aerul pe care îl inspirăm. Respirația pe un geam rece produce condens, ceea ce indică faptul că în respirația noastră este prezentă apă. Energia eliberată prin respirație menține în mișcare toate animalele de pe planeta noastră și menține căldura animalelor cu sânge cald.

Semnele unei reacții chimice

Căutați unul sau mai multe dintre acestea:

Schimbări de aspect

Se degajă gaz

Apare sau dispare un solid

Se produce o schimbare de culoare

.

Schimbări de energie

Se schimbă temperatura

Se văd lumini/flăcări

Se aude un sunet

Semnele de mai sus sunt toate indicii, dar (cu excepția flăcărilor) nu dovedesc că a existat o reacție.

Rețineți:
O reacție chimică a avut loc numai dacă se produc una sau mai multe substanțe noi.

Iată un exemplu de reacție chimică. Identificați reactantul(ii) și produsul(ii).

Arată răspunsul

Ai prăjit niște pâine și ai sfârșit prin a o arde. A avut loc o reacție chimică? De ce?

Afișați răspunsul

Un copac crește puțin mai sus. A avut loc o reacție chimică? De ce?

Arată răspunsul

Numiți trei indicii vizuale care arată că ar fi putut avea loc o reacție chimică.

Afișați răspunsul

Când apa îngheață, a avut loc o reacție chimică? De ce?

Afișați răspunsul

.