6 Συνήθεις Χημικές Αντιδράσεις

Αν ακούσετε τη φράση «χημική αντίδραση», πιθανότατα θα επιστρέψετε στο μάθημα της χημείας του γυμνασίου σας - ποτήρια, δοκιμαστικοί σωλήνες και μπουκάλια χημικών σε όλη την τάξη - αλλά βιώνουμε χημικές αντιδράσεις κάθε μέρα. Ας ρίξουμε μια ματιά σε έξι από τους πιο συνηθισμένους τύπους χημικών αντιδράσεων και πού μπορεί να τις δείτε στην καθημερινή σας ζωή.

Συνδυασμός, γνωστός και ως Σύνθεση

Αυτή η αντίδραση είναι εύκολα μία από τις πιο συνηθισμένες και πιθανώς θα συναντήσετε πιο συχνά στην καθημερινή σας ζωή.

Είναι αρκετά απλό:A + B → C.

Ψωμί συν ντελικατέσεν ισούται με ένα σάντουιτς. Ζεστό νερό συν ένα φακελάκι τσαγιού ισοδυναμεί με ένα νόστιμο φλιτζάνι τσάι. Λευκό ξύδι συν μαγειρική σόδα ισοδυναμεί με ένα υπέροχο μικρό ηφαίστειο.

Σε χημικό επίπεδο, ο σχεδιασμός είναι ο ίδιος, ακόμα κι αν η φόρμουλα φαίνεται λίγο διαφορετική. Δύο άτομα νατρίου — ένα πολύ αντιδραστικό μέταλλο — και ένα άτομο ενός τοξικού αερίου που ονομάζεται χλώριο συνδυάζονται για να δημιουργήσουν χλωριούχο νάτριο — γνωστό και ως επιτραπέζιο αλάτι, το οποίο πιθανότατα έχετε στην κουζίνα σας αυτή τη στιγμή.

Δεν είναι όλοι οι συνδυασμοί τόσο απλοί και δεν δημιουργούν πάντα κάτι, επομένως εάν αναμειγνύετε χημικές ουσίες, είναι ζωτικής σημασίας να είστε προσεκτικοί σε περίπτωση απροσδόκητου αποτελέσματος.

Αποσύνθεση

Εάν έχετε ένα σωρό κομπόστ στην αυλή σας, έχετε μια αντίδραση αποσύνθεσης που συμβαίνει κάθε μέρα. Η αποσύνθεση, στην πιο απλή της μορφή, είναι όταν τα πράγματα καταρρέουν. Τα νεκρά φυτά και ζώα αποσυντίθενται. Τα μόρια μπορούν ακόμη και να αποσυντεθούν υπό ορισμένες συνθήκες.

Ο τύπος είναι ο αντίθετος του συνδυασμού ένα:C →A + B.

Ο χαρακτήρας του Matt Damon στην ταινία The Martian έδειξε μια απλοποιημένη αντίδραση αποσύνθεσης όταν διέλυσε την αποθηκευμένη υδραζίνη - ένα καύσιμο πυραύλων - για να δημιουργήσει νερό. Πέρασε την υδραζίνη μέσα από ένα υπόστρωμα για να τη διαχωρίσει σε αμμωνία, αέριο υδρογόνο και αέριο άζωτο. Από εκεί, έκαψε το υδρογόνο για να δημιουργήσει νερό, το οποίο χρησιμοποιούσε για να φροντίζει τις καλλιέργειες πατάτας του.

Αν και η χημική αντίδραση δεν λειτουργεί ακριβώς έτσι, είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα αντίδρασης αποσύνθεσης.

Μονής μετατόπιση

Οι αντιδράσεις μονής μετατόπισης συμβαίνουν όταν ένα άτομο σε ένα μόριο αλλάζει θέση με ένα άλλο άτομο.

Ο τύπος μοιάζει κάπως έτσι:A + BC → B + AC

Σε αυτή την αντίδραση, ο Α αλλάζει θέσεις και ο Β καταλήγει μόνος. Αυτές οι αντιδράσεις είναι επίσης ένας τύπος οξειδοαναγωγικής αντίδρασης, για τον οποίο θα συζητήσουμε περισσότερα σε λίγο.

Θα δείτε κυρίως αυτό το είδος αντίδρασης όταν βάζετε μέταλλα σε οξύ. Η προσθήκη μαγνησίου στο υδροχλωρικό οξύ θα κάνει τα άτομα χλωρίου να αλλάξουν πλευρά, αφήνοντάς σας χλωριούχο μαγνήσιο και αέριο υδρογόνο. Αυτού του είδους οι αντιδράσεις μπορεί να είναι επικίνδυνες, καθώς το αέριο υδρογόνο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο και μπορεί εύκολα να αναφλεγεί.

Διπλή μετατόπιση

Εάν η απλή μετατόπιση είναι ένα άτομο που αλλάζει πλευρές σε μια αντίδραση, η διπλή μετατόπιση την οδηγεί σε ένα εντελώς νέο επίπεδο. Δύο πολύπλοκα μόρια το καθένα θα αλλάξει ένα από τα άτομά του, δημιουργώντας δύο εντελώς νέες ενώσεις. Ακριβώς όπως με την αντίδραση μονής μετατόπισης, οι περισσότερες από αυτές τις αντιδράσεις θα συμβούν σε ένα οξύ ή σε άλλη καυστική χημική ουσία.

Αυτός ο τύπος γίνεται λίγο περίεργος, αλλά στη βάση του, αναλύεται σε AB + CD → CB + AD.

Το D και το B άλλαξαν θέσεις, δημιουργώντας δύο νέα μόρια. Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι αντιδράσεων διπλής μετατόπισης:

• Εξουδετέρωση — Μια αντίδραση με ένα οξύ και μια βάση που εξουδετερώνει και τα δύο. Ένα ηφαίστειο μαγειρικής σόδας είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου αντίδρασης.
• Κίζημα — Δύο διαφορετικές ενώσεις αντιδρούν για να παράγουν ένα στερεό προϊόν. Αυτό το νέο προϊόν θα είναι αδιάλυτο στο νερό.
• Αέριο — Τουλάχιστον ένα από τα νέα προϊόντα είναι αέριο. Η ανάμειξη θειούχου νατρίου και υδροχλωρικού οξέος είναι μία από αυτές τις αντιδράσεις — καταλήγετε με χλωριούχο νάτριο ή επιτραπέζιο αλάτι και αέριο υδρόθειο.

Κάμψη

Αυτοί οι τύποι χημικών αντιδράσεων είναι ίσως οι πιο διασκεδαστικές. Μπορείτε να ανάψετε πράγματα στη φωτιά - τι είναι πιο διασκεδαστικό από αυτό; Οι αντιδράσεις καύσης λαμβάνουν χώρα όταν οποιαδήποτε ένωση που περιέχει άνθρακα και υδρογόνο αντιδρά με οξυγόνο για να δημιουργήσει θερμότητα, διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς.

C_₆ H₁₂ + 9 O_₂ → 6 CO_₂ + 6 H₂ Ον

Σε αυτό το παράδειγμα, η καύση του κυκλοεξανίου, ενός μορίου που υπάρχει στο αργό πετρέλαιο, παράγει 6 μόρια διοξειδίου του άνθρακα και 6 μόρια νερού.

Εάν οδηγείτε ένα παραδοσιακό όχημα με αέριο, χρησιμοποιείτε μια αντίδραση καύσης κάθε φορά που βρίσκεστε πίσω από το τιμόνι. Οι βενζινοκινητήρες βασίζονται σε μια αντίδραση καύσης για να παράγουν την απαραίτητη ισχύ για να μετακινήσουν χιλιάδες λίβρες χάλυβα, γυαλί και επιβάτες προς τα εμπρός. Το χτύπημα ενός σπίρτου ή το άναμμα ενός κεριού είναι και οι δύο μορφές αντιδράσεων καύσης. Κάθε φορά που βλέπετε φωτιά ή κάτι να καίει, έχετε αυτό το είδος αντίδρασης.

Οξειδοαναγωγή

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι λίγο περίεργες. Αυτές οι χημικές αντιδράσεις στις οποίες αλλάζει η κατάσταση οξείδωσης των ατόμων. Σε μια αντίδραση οξειδοαναγωγής, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το ένα αντιδρόν στο άλλο.

• Η οξείδωση συμβαίνει όταν χάνεται ένα ηλεκτρόνιο και αυξάνεται η κατάσταση οξείδωσης
• Η αναγωγή συμβαίνει όταν λαμβάνεται ένα ηλεκτρόνιο και μειώνεται η κατάσταση οξείδωσης

Οι αντιδράσεις συνδυασμού και οι αντιδράσεις καύσης μπορούν επίσης να είναι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Η σκουριά, η οξείδωση του σιδήρου για τη δημιουργία οξειδίου του σιδήρου, είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης οξειδοαναγωγής. Οι αντιδράσεις καύσης είναι επίσης ένα παράδειγμα αντιδράσεων οξειδοαναγωγής — κατά τη διάρκεια μιας πυρκαγιάς ξύλου, ο άνθρακας στο ξύλο χάνει ηλεκτρόνια και το οξυγόνο στον αέρα κερδίζει μερικά.

Πώς γνωρίζετε τι είδους αντίδραση έχετε;

Τώρα που ξέρετε ποιοι τύποι χημικών αντιδράσεων υπάρχουν, πώς μπορείτε να ξεχωρίσετε τις διαφορετικές αντιδράσεις; Ακολουθούν μερικές απλές ερωτήσεις που μπορείτε να κάνετε για να σας βοηθήσουν να καταλάβετε με ποιο είδος αντίδρασης αντιμετωπίζετε.

Τα απλά μόρια γίνονται πολύπλοκα; Έχετε έναν συνδυασμό ή σύνθεση, αντίδραση.

Τα πολύπλοκα μόρια γίνονται απλά; Έχετε το αντίθετο από μια αντίδραση συνδυασμού - αποσύνθεση.

Η αντίδραση περιλαμβάνει φωτιά ή περιέχει οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και νερό; Καύση!

Αντιδρούν δύο πράγματα για να δημιουργήσουν διαφορετικά πράγματα; Έχετε διπλή μετατόπιση στα χέρια σας.

Αντιδρούν δύο πράγματα για να δημιουργήσουν ένα νέο πράγμα και ένα μη δεσμευμένο στοιχείο; Έχετε μια αντίδραση μονής μετατόπισης.

Η αντίδρασή σας περιλαμβάνει οξείδωση; Είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής.

Οι χημικές αντιδράσεις μπορεί να φαίνονται περίπλοκες, αλλά η χημεία είναι μέρος της καθημερινότητάς μας. Ακόμα κι αν δεν επιδιώκετε μια καριέρα ως χημικός, η γνώση ορισμένων βασικών στοιχείων της χημείας μπορεί να σας φανεί χρήσιμη!

Πηγή επιλεγμένης εικόνας:Σχεδιάστηκε από το Pressfoto