Kémiai reakció

A kémiai reakció változás, az anyagnak új anyaggá történő átalakulása. A kémiai reakciók többnyire együtt járnak fizikai változással is (például hőfejlődés, halmazállapot-változás, színváltozás), azonban attól megkülönbözteti az anyag lényegét érintő, a kiindulásitól eltérő kémiai valóság.

A kémiai változásokat, más néven kémiai reakciókat, többféleképpen csoportosíthatjuk. Az egyesülés során két vagy több anyagból egy új anyag, bomláskor egy anyagból két vagy több új anyag keletkezik. Az oxigénnel való egyesülés oxidáció, amelyet általában égésnek is nevezünk. Égés azonban nemcsak egyesülés lehet. A gyors égés során nagy hőfelszabadulás és fény-, esetleg hangkibocsátás is érzékelhető. Nem minden oxidáció égés: a nitrogén és az oxigén egyesülése, azaz a nitrogén oxidációja például endoterm folyamat.

A fizikai változások és a kémiai reakciók közben is megváltozik a rendszer belső energiája. Exoterm folyamatok során a rendszer energiája csökken, a kisugárzott hőt környezetének adja át. Az endoterm folyamatokban a rendszer energiája nő, ezért a legtöbb endoterm folyamat csak erős melegítés vagy más, folyamatos energiaközlés hatására megy végbe.

A kémiai reakciók csoportosítása, reakciótípusok

A kémiai reakciókat többféle szempontból csoportosíthatjuk.

1. A reakcióban részt vevő anyagok szerint

• átalakulás (izomerizáció, A → B) NH₄OCN-→CO(NH₂)₂ ammónium-cianátból keletkezik karbamid
• bomlás (A → B + C) NH₄OH-→NH₃+H₂O ammónium-hidroxidból keletkezik víz és ammónia
• egyesülés (addíció, szintézis, A + B → C) C₂H₄+H₂=C₂H₆ eténből és hidrogénből keletkezik etán
• helyettesítés (szubsztitúció, A + BC → AC + B)
• cserebomlás (kölcsönös szubsztitúció, AC + BD → AD + BC, elsősorban vizes közegben jellemző)
  • A reaktánsok az egyenlet bal oldalán szerepelnek, a kémiai reakciók kiindulási anyagai.

2. A reakció során lejátszódó folyamat kémiai jellege szerint

• redoxi reakciók: oxidációsszám-változással járnak
• sav-bázis reakciók

(Itt kell megjegyezni, hogy a kémiai reakciók végeredményben mindig az elektronszerkezet átrendeződésével, az elektronok mozgásával járnak.)

3. A reakciók termodinamikai jellege szerint

• exoterm reakciók (-ΔH, energiafelszabadulással, hőfejlődéssel jár)
• endoterm reakciók (+ΔH, energiaelnyeléssel, hőmérséklet csökkenésével jár)

4. Időbeli lefolyás szerint

• Időreakciók
• Pillanatreakciók

(Természetesen a fentieken kívül még számos – elsősorban gyakorlati – csoportosítási lehetőség van, de ezek a leggyakoribbak.) A kémiai változások során nemcsak az anyag szerkezete változik meg, hanem a kémiai minősége is. A folyamatban új anyagok keletkeznek, melyek összetétele, szerkezet, fizikai tulajdonságai mások, mint a kiindulási anyagé. A kémiai változásokat reakcióknak is nevezzük. Ha a narancsvörös higany-oxidot erősen hevítjük, a vegyület higanyra és oxigéngázra bomlik. Az oxigén a kémcsőből távozik, a higany egy része tükörszerűen kiválik a kémcső falán. Hiába hűtjük le a kémcső tartalmát, a higany és az oxigén nem alakul vissza higany-oxiddá.