Kemiallisten reaktioiden, ominaisuuksien, tekijöiden, vaiheiden, lajien ja esimerkkien ymmärtäminen
Kemiallisten reaktioiden, ominaisuuksien, tekijöiden, vaiheiden, lajien ja esimerkkien ymmärtäminen. Kemiallinen reaktio on kemiallinen muutos, jossa reagoivista aineista tulee reaktion tuotteita.
Määritelmä kemiallinen reaktio
Kemiallinen reaktio on kemiallinen muutos reagoivista aineista tuotteiksi (tuotteiksi). Kemiallisissa reaktioissa tuotetaan aina uusia aineita, joilla on uusia ominaisuuksia. Kemialliset reaktiot kirjoitetaan elementtien symboleilla. Katsotaanpa, miten reaktio ilmaistaan symboleilla.
Harkitse seuraavaa elohopeaoksidin reaktiota elohopean ja hapen tuottamiseksi.
HgO —— Hg + O2
Kemistit kääntävät yllä olevat symbolit seuraavasti. "HgO-molekyyli, joka koostuu yhdestä elohopeaatomista (Hg) plus yhdestä happiatomista (O), tuottaa (——) yhden molekyyli, joka koostuu yhdestä elohopeaatomista (Hg) plus yhdestä molekyylistä, jossa on kaksi happiatomia (O2) ".
Kemiallista reaktiota edustavien symbolien yhdistelmää kutsutaan kemialliseksi yhtälöksi. Nuolen vasemmalle puolelle reagoivaa ainetta kutsutaan reaktantiksi, kun taas nuolen oikealla puolella olevaa ainetta kutsutaan reaktion tuotteeksi. Joten HgO edellä olevassa kemiallisessa yhtälössä on reagenssi. Hg ja O2 ovat reaktion tuotteita.
Aineen säilymislaki toteaa, että tavallisessa kemiallisessa reaktiossa aine ei häviä, vaikka se voi muuttua. Reagenssissa olevien atomien lukumäärän on pysyttävä samana kuin tuotettu, riippumatta siitä, miten atomit muuttuvat muodostaen uuden molekyylimallin. Jos yhtälö täyttää nämä ehdot, voidaan sanoa, että yhtälö on tasapainossa.
Entä yhtälö
HgO —— Hg + O2?
Yhtälön tasapainottamiseksi lisätään 2 ennen HgO: ta ja toinen 2 ennen Hg: tä. 2HgO tarkoittaa kahta molekyyliä, joista kukin koostuu yhdestä elohopeaatomista ja yhdestä happiatomista. Yhtälöstä tulee nyt:
2 HgO - 2 Hg + O2
Toisin sanoen kaksi elohopeaoksidin (HgO) molekyyliä, joista kukin koostuu yhdestä elohopeaatomista ja yhdestä happiatomista tuottaa kaksi elohopeamolekyyliä, joista kukin koostuu yhdestä elohopeaatomista plus yhdestä happimolekyylistä, joka koostuu kahdesta happiatomit.
Tämä yhtälö on nyt tasapainossa, vasemmalla on kaksi elohopeaatomia ja kaksi happiatomia sekä oikealla. Huomaa, että reaktiotuote kirjoitetaan muodossa 2 Hg, ei Hg2. Tämä johtuu siitä, että elohopeamolekyyli koostuu vain yhdestä elohopeaatomista.
Jos kirjoitamme numeron 2 alla, se tarkoittaa, että sanomme, että molekyyli sisältää kaksi atomia, ja tämä on väärin. Muista, että yhtälön tasapainottamisessa emme saa korvata molekyylejä. Voimme muuttaa vain molekyylien lukumäärää.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Lämpökemia: Määritelmä, järjestelmät, reaktiot ja kaavat sekä täydelliset esimerkit
Kemiallisen reaktion ominaisuudet
Kun tapahtuu kemiallinen reaktio, on havaittavissa muutoksia. Harkitse seuraavien kemiallisten reaktioiden ominaisuuksia.
Kemialliset reaktiot voivat aiheuttaa värimuutoksia
Esimerkiksi voimme havaita, että kaliumpermanganaatin (KMnO4) liuoksen violetti väri muuttuu, kun se saatetaan reagoimaan oksaalihappoliuoksen (H2C2O4) kanssa. Tämä kemiallinen muutos tapahtuu, koska kaliumpermanganaattiyhdiste muuttuu värittömäksi mangaanisulfaatti (MnSO4) -yhdisteeksi.
Samoin vihreä kuparikarbonaatti (CuCO3) muuttuu kuumennuksen jälkeen mustanruskeaksi kuparioksidiksi (Cu2O) ja hiilidioksidiksi (CO2).
Kemialliset reaktiot voivat muodostaa saostumia
Kun bariumkloridi (BaCh) saatetaan reagoimaan natriumsulfaatin (Na2SO4) kanssa, se tuottaa valkoisen bariumsulfaatin (BaSO4) sakan. Muodostunutta valkoista sakkaa on vaikea liuottaa veteen. Kemiallinen reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti.
BaCl2 + Na2SO4 —— BaSO4 + 2NaCl
(liuos) (liuos) (kiinteä) (liuos)
Paljon kemiallisia aineita reagoi saostuman aikaansaamiseksi. Toinen esimerkki on hopeanitraatin (AgN03) liuos saatetaan reagoimaan natriumkloridin (NaCl) liuoksen kanssa, jolloin saadaan valkoinen hopeakloridin (AgCl) ja natriumnitraatin (NaNO3) liuos.
AgNO3 + NaCl - AgCl + NaN03
(liuos) (liuos) (kiinteä) (liuos)
Mitä sedimentti oikeastaan on? Sakka on aine, joka erottaa itsensä kiinteänä faasina liuoksesta. Sakka voi olla kiteinen (kiteinen) tai kolloidinen ja se voidaan poistaa liuoksesta suodattamalla tai sentrifugoimalla. Sakka muodostuu, kun liuos kyllästyy liuenneella aineella. Sakan liukoisuus on yhtä suuri kuin tyydyttyneen liuoksen moolipitoisuus.
Sakan liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa, vaikka joissakin erityistapauksissa (kuten kaliumsulfaatissa) tapahtuu päinvastoin. Liukoisuuden lisääntymisnopeus eri lämpötiloissa. Joissakin tapauksissa liukoisuuden muutos lämpötilan muutoksen kanssa voi olla eron syy.
Esimerkiksi lyijyionien erottaminen hopeasta ja elohopeasta (I) voidaan saavuttaa saostamalla ensin kolme ionia kloridina, minkä jälkeen seokseen lisätään kuumaa vettä. Kuuma vesi liuottaa lyijykloridia (PbCh), mutta hopea ja elohopea (I) kloridi (HgCl) eivät liukene siihen. Kuuman liuoksen suodattamisen jälkeen suodoksesta löytyy lyijyioneja.
-
Kemialliset reaktiot voivat aiheuttaa lämpötilan muutoksia
Voit todistaa, että kemialliset reaktiot voivat aiheuttaa lämpötilan muutoksia. Rikkihapon (H2SO4) ja natriumhydroksidin (NaOH) reagoinnissa tehdyssä kokeessa lämpötilan nousu tapahtui. No, kemiallista reaktiota, joka johtaa lämpötilan nousuun, kutsutaan eksotermiseksi reaktioksi.
Löydät eksotermisiä reaktioita polttamalla paperia ja polttamalla bensiiniä moottoriajoneuvoissa.
Toisessa kokeessa, kun saatat reagoimaan bariumhydroksidin (Ba (OH) 2) ja ammoniumkloridin (NH4Cl) seoksen, liuos absorboi sen ympärillä olevaa lämpöä, mikä johtaa lämpötilan laskuun. Kemiallisia reaktioita, jotka absorboivat ympäristöönsä lämpöä, kutsutaan endotermisiksi reaktioksi. Esimerkkejä endotermisistä reaktioista jokapäiväisessä elämässä ovat fotosynteesi ja ruoanlaitto.
-
Kemialliset reaktiot voivat tuottaa kaasuja
Oletko koskaan liuottanut runsaasti kalsiumia sisältävän vitamiinitabletin (poretabletti) lasilliseen vettä? Kun liuotat runsaasti kalsiumia sisältävän vitamiinitabletin lasilliseen vettä, näet liuoksesta ilmakuplia. Tämä osoittaa, että kemiallisen reaktion sattuessa voi syntyä kaasua. Yllä olevien esimerkkien lisäksi voit myös tarkkailla kemiallisia reaktioita, jotka tuottavat kaasua, kun avaat hiilihapollisten juomien tölkin.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Seokset: Määritelmä, ominaisuudet, tyypit ja esimerkit kemiassa
Vaiheet ja tekijät, jotka vaikuttavat kemiallisiin reaktioihin
Tiedätkö kuinka kauan kemiallinen reaktio voi kestää? Reaktionopeuden perusteella jotkut kemialliset reaktiot ovat nopeita ja jotkut hitaita.
Esimerkki nopeasti tapahtuvasta kemiallisesta reaktiosta on poretabletin kemiallinen reaktio liuotettuna veteen ja ilotulitus. Esimerkkejä hitaasti tapahtuvista kemiallisista reaktioista ovat raudan korroosio- tai ruostumisprosessi, tempeh: n ja teipin valmistusreaktio.
Kuinka mitataan kemiallisen reaktion nopeus? Kemiallisen reaktion nopeus voidaan määrittää mittaamalla reagoivien reagenssien määrän väheneminen tai muodostuneiden tuotteiden määrän kasvu ajan yksikköä kohti. Kemiallisten reaktioiden nopeuteen vaikuttavat useat tekijät, mukaan lukien:
seurata:
-
Aineen koon vaikutus reaktionopeuteen
Kumpi mielestäsi liukenee nopeammin, palasuola tai lusikka hienoa suolaa? Kun liuotat yhden palasuolan ja yhden ruokalusikallisen hienoa suolaa lasilliseen vettä, hieno suola liukenee nopeammin kuin kertasuola. Tämä johtuu siitä, että hienon suolan raekoko on pienempi kuin suolan palan koko.
-
Lämpötilan vaikutus reaktionopeuteen
Lämmön tai lämmityksen antaminen kemialliselle reaktiolle vaikuttaa reaktion nopeuteen. Eksotermisissä reaktioissa, kun lämpötila on korkea, reaktio hidastuu, kun taas endotermisissä reaktioissa, kun lämpötila on korkea, reaktio muuttuu nopeasti.
Endotermisessä reaktiossa aineen hiukkaset liikkuvat korkeissa lämpötiloissa nopeammin kuin matalissa lämpötiloissa. Tämä saa kemialliset reaktiot käymään nopeammin. Kemiallisia reaktioita tapahtuu, kun molekyylit ja atomit törmäävät.
Lämpötilan nostaminen tarkoittaa hiukkasten kineettisen energian lisäämistä, joten ne liikkuvat nopeammin ja törmäävät useammin. Siksi reaktioiden nopeus endotermisissä reaktioissa on nopeampaa korkeissa lämpötiloissa.
Katalysaattori
Jotkut reaktiot etenevät hitaasti korkeista lämpötiloista ja voimakkaasta kosketuksesta reagoivien aineiden välillä. Tällaisissa tapauksissa muut aineet, jotka eivät ole mukana reaktiossa, voivat nopeuttaa kemiallista muutosta. Tätä muuta ainetta kutsutaan katalysaattoriksi. Katalyytit ovat yleensä kiinteitä aineita, mutta ne voivat olla myös nesteitä tai kaasuja. Katalyytti muuttaa reaktionopeutta, mutta ei vaikuta reaktion tuotteeseen.
Tämä voidaan kirjoittaa:
A + B + Z ^ AB + Z +
Jos aine A saatetaan reagoimaan aineen B kanssa katalyytin Z kanssa, niin reaktion lopussa saadaan reaktion AB ja katalyytin Z tuote.
Eri reaktioiden nopeuksien muuttamiseen käytetään erilaisia katalyyttejä. Elävillä soluilla on reaktiokatalyyttejä, joita kutsutaan entsyymeiksi, jotka antavat kemiallisten reaktioiden tapahtua solun sisällä.
Entsyymit voivat toimia hyvin vain tietyissä olosuhteissa, kuten tietyssä lämpötilassa ja happamuudessa. Esimerkki amylaasientsyymistä, joka on syljessä tärkkelysreagenssien katalysaattorina, joka tuottaa maltoosin reaktiotuotetta.
Kemistit käyttävät usein katalyyttejä. Joskus reagoiviin aineisiin lisätään pieni määrä katalyyttiä. Esimerkiksi hienon nikkelijauheen yhdistäminen puuvillansiemenöljyyn siten, että öljy reagoi sen kanssa vety kiinteän rasvan tuottamiseksi, jota käytetään kutistusaineena tai jota käytetään saippuanvalmistus.
Ilman ja rikkidioksidin seos platinajauhekatalyytin läpi reagoi nopeasti ja tuottaa rikkitrioksidia (SO3).
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Kemiallinen liimapaperi: määritelmä, tyypit ja täydelliset kuvat
Kemiallisen reaktion tyypit
Tietämällä joitain reaktioiden ominaisuuksia tai tyyppejä voimme ymmärtää kemialliset reaktiot helpommin. Kemialliset reaktiot luokitellaan tyypin mukaan seuraavasti:
1. Yhdistyvä reaktio
2. Hajoamisreaktio
3. Vaihteleva reaktio (yhden vaihdon reaktio)
4. Metateesireaktio (kaksoisvaihtoreaktio)
LIITY REAKTIOON
Yhdistelmäreaktio on reaktio, jossa kaksi ainetta yhdistyy muodostaen kolmannen aineen. Yksinkertaisin tapaus on, kun kaksi elementtiä reagoi muodostaen yhdisteen. Esimerkiksi natriummetalli reagoi kloorikaasun kanssa muodostaen natriumkloridia.
Reaktioyhtälö:
2Na (s) + Cl2 (g) - 2NaCl (s)
Toinen esimerkki on reaktio valkoisen fosforin ja kloorikaasun välillä. Rajoitetuissa määrissä klooria fosfori reagoi muodostaen väritöntä nestettä fosforitrikloridia, PCl3.
P4 (s) + 6Cl2 (g) - 4PCl3 (l)
Jos käytettävissä olevaa klooria on liikaa, tuloksena oleva fosforiyhdiste on fosforipentakloridi, PCl5, valkoinen kiinteä aine.
P4 (s) + 10Cl2 (g) - 4PCl5 (t)
Muut sisällyttämisreaktiot sisältävät yhdisteitä reagoivina aineina. Esimerkiksi: fosforitrikloridi reagoi kloorikaasun kanssa muodostaen fosforipentakloridia.
Reaktioyhtälö:
PCl3 (l) + Cl2 (g) - PCI (t)
IRROTUKSEN REAKTIO
Hajoamisreaktio on reaktio, kun yksittäinen yhdiste reagoi muodostaen kaksi tai useampaa ainetta. Yleensä tämä reaktio vaatii lämpötilan nousua yhdisteille, jotka voivat hajota lisäämällä lämpötilaa, esimerkiksi KCl03. Tämä yhdiste kuumennettaessa hajoaa KCl: ksi ja happikaasuksi.
Reaktioyhtälö:
KClO3 (t) - 2KCl (s) + 3O2 (g)
Kaliumkloraatin hajoamista käytetään yleisesti happikaasun tuottamiseen laboratoriossa.
Hajoamisreaktiota käytetään yleisesti kalkkikiven käsittelyssä Länsi-Jaavan Cipatatin alueella. Kalkkikivi, kaivettu CaCO3, jotta sitä voidaan käyttää rakennusmateriaalina, on edelleen jalostettava kallioksi, CaO: ksi. Kalkkikiven käsittely tapahtuu paahtamalla kalkkikiveä uunissa.
Kemiallinen yhtälö, joka tapahtuu, on:
CaCO3 (s) - CaO (s) + CO2 (g)
Tässä reaktiossa yksi yhdiste hajotetaan kahteen eri aineeseen.
VAIHTO-REAKTIO
Korvausreaktio tai sitä kutsutaan myös yksittäiseksi vaihtoreaktioksi on reaktio, jossa alkuaine reagoi yhdisteen kanssa korvaamaan yhdisteessä läsnä olevan elementin. Esimerkiksi, jos kuparimetallilevy upotetaan hopeanitraattiliuokseen, syntyy hopeametallikiteitä.
Reaktioyhtälö on:
Cu (s) + 2AgNO3 (aq) ^ 2Ag (s) + Cu (NO3) 2 (aq)
Kupari korvaa hopeanitraatissa olevan hopean, jolloin saadaan kuparinitraatin ja metallihopean liuos.
Jos sinkkimetallilevy upotetaan siniseen kuparisulfaattiliuokseen, niin pinta sinkkimetalli muodostaa punaisen kuparisaostuman ja sinisen värin liuoksesta hitaasti haalistuvat. Tämä osoittaa, että sinkki reagoi kuparisulfaatin kanssa muodostaen metallista kuparia ja väritöntä sinkkisulfaattiliuosta.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Hiilimonoksidi: määritelmä, rakenne, reaktio ja rooli fysiologiassa ja elintarvikkeissa
METAHEESIN REAKTIO
Metateesireaktiot tai kaksoisvaihtoreaktiot ovat reaktioita, joihin liittyy reagenssien osien vaihto. Jos reagoivat aineet ovat ionisia yhdisteitä liuoksessa, vaihtavat osat ovat yhdisteen kationit ja anionit. Esimerkiksi väritön kaliumjodidiliuos sekoitetaan lyijyn (II) nitraatin värittömän liuoksen kanssa. Liuoksessa olevat ionit reagoivat muodostaen lyijy (II) jodidiyhdisteen keltaisen sakan.
Reaktioyhtälö:
2KI (aq) + Pb (NO3) 2 (aq) ^ 2KNO3 (aq) + PbI2 (s)
Kaliumjodidiliuoksessa olevat jodidi-ionit vaihtavat lyijy (II) -nitraattiliuoksen nitraatti-ioneihin, tuottaa värittömän kaliumnitraatin ja keltaisen kiinteän lyijy (II) jodidin liuoksen, kuten PbI2.
Hapon ja suolan tuottavan emäksen reaktiota pidetään myös metateesireaktiona. Esimerkiksi suolahapon, HCl: n (vesipitoinen) ja natriumhydroksidin (vesipitoisuus) välinen reaktio, reaktion yhtälö on:
HCI (vesiliuos) + NaOH (vesiliuos) ^ NaCl (vesiliuos) + H20 (1)
Happo-emäs-reaktiota kutsutaan myös neutralointireaktioksi, koska siinä reaktiossa H +: n H + -varaus tapahtuu muodostaen sähköisesti neutraalia vettä (H2O). Muodostunut NaCl-suola pysyy liuoksessa ionina.
PALAMISEN REAKTIO
Reaktioita, joita olemme toistaiseksi pitäneet, voidaan luonnehtia atomien uudelleenjärjestelyreaktioksi. Meidän on kuitenkin lisättävä toisen tyyppinen reaktio, nimittäin palamisreaktiot, joille on tunnusomaista se, että yksi reagoivista aineista on happea. Palamisreaktio on aineen reaktio hapen kanssa, yleensä reagoi nopeasti lämmön vapautumisen kanssa liekin muodostamiseksi.
Jos hiiliyhdisteitä poltetaan hapessa tai ilmassa, hiilidioksidia ja vesihöyryä muodostuu polton päätyttyä. Kuitenkin, jos palaminen on epätäydellistä (hapen puute), muodostuu hiilimonoksidikaasua tai voi muodostua mustaa hiiltä (nokea).
Joitakin esimerkkejä hiiliyhdisteiden polttamisesta:
CH4 (g) + 202 (g) ^ CO2 (g) + 2H2O (g)
2CH3OHO) + 302 (g) - 2C02 (g) + 4H20 (g)
C4H10® + 1302 (g) - 8C02 (g) + 10H2O (g)
Raudan ruostuminen, vaikkakaan sitä ei yleisesti pidetä palamisena, on olennaisesti palamisreaktio, koska raudan ja hapen väliseen reaktioon liittyy energian vapautumista. Raudan ruostuminen on itse asiassa hyvin monimutkaista vesimolekyylien suhteen, mutta voimme kirjoittaa ruostumisen sen nettoreaktiomuodossa, joka on seuraava:
4Fe (s) + 3O2 (g) + nH2O (l) ^ 2Fe2O3.nH2O (s)
Tämä on artikkeli erilaisista kemiallisista reaktioista
Esimerkkejä kemiallisista reaktioista
Kemiallisia reaktioita voi tapahtua missä tahansa ympärillämme, ei vain laboratoriossa. Aine muodostaa uusia tuotteita muodostaen prosessin, jota kutsutaan kemialliseksi reaktioksi tai kemialliseksi muutokseksi. Aina kun valmistamme ruokaa tai teemme siivousta, se on myös kemikaali toiminnassa. Kehomme elää ja kasvaa kemiallisten reaktioiden ansiosta. On reaktioita, kun otamme lääkkeitä, sytytämme ottelun ja hengitämme.
Fotosynteesi
Fotosynteesi on prosessi, jota kasvit ja muut organismit käyttävät muuntamaan valoenergiaa, yleensä auringosta, kemialliseen energiaan, joka voidaan sitten vapauttaa polttoaineen toimintaan organismi. Tämä kemiallinen energia varastoidaan hiilihydraattimolekyyleihin, kuten sokeriin, jotka syntetisoidaan hiilidioksidista ja vedestä. Useimmissa tapauksissa happea syntyy myös jätteenä.
Suurin osa kasveista, suurin osa levistä ja syanobakteereista suorittaa fotosynteesiä, ja tällaisia organismeja kutsutaan fotoautotrofeiksi. Fotosynteesi ylläpitää ilmakehän happitasoja ja toimittaa kaikki orgaaniset yhdisteet ja suurimman osan maapallon elämään tarvittavasta energiasta.
Lyhyesti sanottuna kasvit käyttävät fotosynteesinä kutsuttua kemiallista reaktiota hiilidioksidin ja veden muuttamiseksi ruoaksi (glukoosiksi) ja hapeksi. Se on yksi yleisimmistä jokapäiväisistä kemiallisista reaktioista ja myös yksi tärkeimmistä tämän takia miten kasvit tuottavat ruokaa itselleen ja eläimille ja muuttavat hiilidioksidia happi.
6 CO2 + 6 H2O + valo → C6H12O6 + 6 O2
Aerobinen soluhengitys
Aerobinen soluhengitys on käänteinen fotosynteesiprosessi siinä molekyylienergiassa happea, jota hengitämme vapauttaaksemme solujemme tarvitseman energian sekä hiilidioksidin ja vettä. Solujen käyttämä energia on kemiallista energiaa ATP: n muodossa (adenosiinitrifosfaatti).
Aerobinen hengitys vaatii happea ATP: n tuottamiseksi. Vaikka hiilihydraatteja, rasvoja ja proteiineja kulutetaan reagoivina aineina, ne ovat suositeltava hajoamismenetelmä pyruvaatti glykolyysissä ja vaatii pyruvaatin pääsyn mitokondrioihin, jotta sykli hapettuu sen kokonaan Krebs.
Tämän prosessin tuotteet ovat hiilidioksidi ja vesi, mutta siirretty energia käytetään sidosten rikkoutumiseen voimakkaasti ADP: ssä, kun kolmas fosfaattiryhmä lisätään ATP: n muodostamiseksi substraattitason fosforylaation, NADH: n ja FADH2
Tässä on aerobisen soluhengityksen yleinen yhtälö:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia (36 ATP)
Anaerobinen hengitys
Toisin kuin aerobinen hengitys, anaerobinen hengitys kuvaa joukkoa kemiallisia reaktioita, joiden avulla solut voivat saada energiaa monimutkaisista molekyyleistä ilman happea. Lihassolut tekevät anaerobista hengitystä aina, kun tuhlaamme happea, joka sitten pääsee niihin, esimerkiksi intensiivisen tai pitkittyneen liikunnan aikana.
Hiivan ja bakteerien anaerobista hengitystä käytetään käymiseen etanolin tuottamiseksi, hiilidioksidi ja muut kemikaalit, jotka valmistavat juustoa, viiniä, olutta, jogurttia, leipää ja monia yleisiä tuotteita muut.
Anaerobisen hengityksen yhden muodon kemiallinen yhtälö on:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energia
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Kemistien mukaan vitamiinien toimintojen ja tyyppien ymmärtäminen
Palaa
Joka kerta kun sytytämme tulitikun, poltamme kynttilän, teemme tulen tai sytytämme grillin, näemme palavan reaktion. Polttaminen yhdistää energiset molekyylit hapen kanssa tuottamaan hiilidioksidia ja vettä.
Esimerkiksi propaanin palamisreaktio, joka löytyy kaasugrilleistä ja joistakin takoista, on:
C3H8 + 5O2 → 4H2O + 3CO2 + energia
Ruoste
Ruoste on rautaoksidia, yleensä punaoksidia, joka muodostuu raudan ja hapen redoksireaktiosta veden tai kosteuden läsnä ollessa. Useat ruosteen muodot erotetaan sekä visuaalisesti että spektroskopialla, ja ne muodostuvat erilaisissa olosuhteissa. Ruoste koostuu hydratoidusta rauta (III) oksidista Fe2O3 nH2O ja rauta (III) oksidi-hydroksidista (FeO (OH), Fe (OH) 3).
Riittävässä ajassa, hapessa ja vedessä, mikä tahansa raudan massa muuttuu lopulta kokonaan ruosteeksi ja hajoaa. Ruosteen pinta on hilseilevä ja hauras, eikä se suojaa perusrautaa, kuten patinan muodostumista kuparin pinnalle. Ruoste on yleinen termi raudan ja sen seosten, kuten teräksen, korroosiolle. Monissa muissa metalleissa tapahtuu vastaava korroosio, mutta syntynyttä oksidia ei yleisesti kutsuta ruosteeksi.
Tässä on rautaruosteen kemiallinen yhtälö:
Fe + O2 + H2O → Fe203. XH2O
Kemikaalien sekoittaminen
Jos esimerkiksi yhdistämme etikkaa ja ruokasoodaa kemiallisen tulivuoren tai maidon valmistamiseksi leivinjauhe reseptissä, käymme läpi siirto- tai kaksoisreaktiometateesin (plus muutama asia muut). Materiaalit yhdistyvät hiilidioksidikaasun ja veden tuottamiseksi. Hiilidioksidi muodostaa kuplia tulivuorissa ja voi lisätä paahtamista.
Nämä reaktiot näyttävät käytännössä yksinkertaisilta, mutta koostuvat usein useista vaiheista. Tässä on yleinen kemiallinen yhtälö ruokasoodan ja etikan väliselle reaktiolle:
HC2H3O2 (vesiliuos) + NaHC03 (vesiliuos) → NaC2H3O2 (vesiliuos) + H2O () + CO2 (g)
Akku
Akku on sähkökemiallinen laite, joka varastoi energiaa ja vapauttaa sen energian muodossa sähköä. Akku koostuu yleensä kolmesta tärkeästä komponentista, nimittäin:
- hiilivarsi anodina (akun positiivinen napa)
- sinkki (Zn) katodina (pariston negatiivinen napa)
- tahna elektrolyyttinä (johdin)
Paristot käyttävät sähkökemiallisia tai redoksireaktioita kemiallisen energian muuntamiseksi sähköenergiaksi. Spontaaneja redoksireaktioita esiintyy galvaanisissa soluissa, kun taas ei-spontaaneja kemiallisia reaktioita tapahtuu elektrolyysikennoissa.
Ruoansulatus
Tuhannet kemialliset reaktiot tapahtuvat ruoansulatuskanavan aikana. Heti kun laitat ruokaa suuhusi, syljessä oleva entsyymi, amylaasi, alkaa hajottaa sokerit ja hiilihydraatit yksinkertaisempiin muotoihin, jotta kehosi imeytyy.
Vatsassamme oleva suolahappo reagoi myös ruoan kanssa hajottaakseen sen, kun taas entsyymit hajottavat proteiinit ja rasvat, jotta ne voivat imeytyä verenkiertoon suolen seinämien kautta.
Happo-emäs-reaktio
Aina kun sekoitamme happoa (esim. Etikka, sitruunamehu, rikkihappo) emäksen kanssa (esim. Ruokasoodaa, saippuaa, ammoniakkia, asetonia), suoritamme happo-emäs-reaktion. Tämä reaktio neutraloi hapon ja emäksen suolan ja veden tuottamiseksi.
Natriumkloridi ei ole ainoa muodostettava suola. Esimerkiksi tässä on happo-emäs-reaktion kemiallinen yhtälö, joka tuottaa kaliumkloridia, joka korvaa tavallisen pöytäsuolan:
HCl + KOH → KCl + H20
Saippua ja pesuaine
Saippuat ja pesuaineet voivat puhdistaa kemiallisilla reaktioilla. Saippua emulgoi likaa, mikä tarkoittaa, että se sitoutuu öljytahroihin, jotta ne voidaan pestä vedellä. Pesuaine toimii pinta-aktiivisena aineena, mikä vähentää veden pintajännitystä, jotta se voi olla vuorovaikutuksessa öljyjen kanssa, eristää ne ja puhdistaa ne.