Chemické reakcie

Horčíková páska zhorí v oslepujúcom bielom plameni. Železo hrdzavie celé roky. Kvasinky premenia cukor na oxid uhličitý. Vo všetkých troch prípadoch sa deje to isté — chemická reakcia: premena jednej alebo viacerých látok na úplne nové látky s inými vlastnosťami.
Horenie horčíka
2Mg + O2 → 2MgO
reaktanty  →  produkty

Čo je chemická reakcia

Chemická reakcia je dej, pri ktorom sa jedna alebo viac látok (reaktanty) mení na jednu alebo viac úplne nových látok (produkty) s odlišnými vlastnosťami. Počas reakcie zanikajú staré chemické väzby a vznikajú nové — atómy sa preskupujú, no ani jeden nezanikne a ani jeden nevznikne.

Tým sa chemická reakcia líši od fyzikálnej zmeny (napr. topenie ľadu), pri ktorej sa mení iba skupenstvo alebo tvar látky, ale jej chemické zloženie ostáva rovnaké.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

zinok reaguje s kyselinou chlorovodíkovou, uvoľňuje sa plynný vodík, vzniká chlorid zinočnatý.

Chemická rovnica

Chemickú reakciu zapisujeme pomocou chemickej rovnice. Na ľavej strane sú reaktanty, na pravej produkty, medzi nimi šípka →, ktorá ukazuje smer reakcie. Skupenstvo látok označujeme v zátvorke za vzorcom, podmienky reakcie (teplo, katalyzátor) sa píšu nad šípku.

Tým sa chemická reakcia líši od fyzikálnej zmeny (napr. topenie ľadu), pri ktorej sa mení iba skupenstvo alebo tvar látky, ale jej chemické zloženie ostáva rovnaké.

CaCO3(s) Δ→ CaO(s) + CO2(g)

(s) pevná látka · (l) kvapalina · (g) plyn · (aq) vodný roztok · Δ = zahrievanie

Zákon zachovania hmotnosti

Celková hmotnosť reaktantov sa rovná celkovej hmotnosti produktov. Vyplýva to priamo z toho, čo sme si povedali v prvej časti — atómy počas chemickej reakcie nezanikajú ani nevznikajú, iba sa preskupujú a vytvárajú nové väzby. Preto musí byť počet atómov každého prvku na ľavej aj pravej strane chemickej rovnice rovnaký.

Tým sa chemická reakcia líši od fyzikálnej zmeny (napr. topenie ľadu), pri ktorej sa mení iba skupenstvo alebo tvar látky, ale jej chemické zloženie ostáva rovnaké.

Práve táto podmienka je dôvod, prečo rovnice treba vyčísľovať — nasledujúca časť.

Vyčíslovanie rovníc

Aby rovnica rešpektovala zákon zachovania hmotnosti, doplníme pred vzorce látok koeficienty — čísla, ktoré vyrovnajú počet atómov na oboch stranách.

KOEFICIENT

číslo pred vzorcom

Udáva, v akom pomere sa látky zúčastňujú chemickej reakcie. Meniť ho môžeme— na tom je vyčíslovanie rovníc postavené.

INDEX

malé číslo vo vzorci

Hovorí, koľko atómov obsahuje jedna molekula. Meniť ho nesmieme— zmenili by sme tým na úplne inú látku.

H2 + O2 → H2O

✗ nevyčíslená

vľavo 2 atómy O, vpravo iba 1 — rovnica nie je vyčíslená

2H2 + O2 → 2H2O

✓ vyčíslená

4 atómy H aj 2 atómy O na oboch stranách
1 / 6
Uprav koeficienty tlačidlami tak, aby sedel počet atómov na oboch stranách.

Typy chemických reakcií

Podľa toho, ako sa reaktanty menia na produkty, rozdeľujeme reakcie do štyroch základných typov.

Syntéza (zlučovanie)

A + B → AB
2Na + Cl2 → 2NaCl

Rozklad (analýza)

AB → A + B
2H2O2 → 2H2O + O2

Substitúcia (vytesňovanie)

A + BC → AC + B
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

Podvojná zámena

AB + CD → AD + CB
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
1 / 8 0 správne

Ako zistíme, že reakcia prebehla

Chemickú reakciu často sprevádzajú pozorovateľné zmeny. Samotný jeden prejav však ešte nemusí dokazovať, že prebehla chemická reakcia.
Vznik plynu
objavia sa bublinky alebo sa uvoľňuje plyn
Zrazenina
vznikne nerozpustná pevná látka, ktorá sa oddelí od roztoku
Zmena farby
zmení sa farba reakčnej zmesi alebo roztoku
Zmena teploty
teplota sa zvýši alebo zníži v dôsledku uvoľnenia alebo pohltenia tepla

Energia chemických reakcií

Každú chemickú reakciu sprevádza energetická zmena — energia sa buď uvoľňuje do okolia, alebo sa z okolia musí dodať.
reaktanty produkty

Exotermická

Uvoľňuje teplo, okolie sa zohrieva. Produkty majú nižšiu energiu ako reaktanty. Napr. horenie, neutralizácia.

reaktanty produkty

Endotermická

Pohlcuje teplo, okolie sa ochladzuje. Produkty majú vyššiu energiu ako reaktanty. Napr. fotosyntéza, chladiace vrecká.

10 %

Rýchlosť chemickej reakcie

Rýchlosť, akou reakcia prebieha, ovplyvňujú štyri hlavné faktory:

Teplota
Vyššia teplota → častice sa pohybujú rýchlejšie → viac častíc má dostatočnú energiu na účinnú zrážku → reakcia je rýchlejšia.
Koncentrácia
Vyššia koncentrácia → viac častíc v rovnakom objeme → viac zrážok medzi časticami → reakcia je rýchlejšia.
Veľkosť povrchu
Jemnejšie rozdrvená látka → väčší kontaktný povrch → viac častíc môže reagovať → reakcia je rýchlejšia. Napríklad prášková látka reaguje s kvapalinou rýchlejšie než rovnaká látka vo veľkom kuse.
Katalyzátor
Katalyzátor poskytuje reakcii alternatívnu cestu s nižšou aktivačnou energiou, a tým urýchľuje reakciu. Na konci reakcie sa regeneruje, takže sa celkovo nespotrebuje. Príkladom sú enzýmy v živých organizmoch.
Priebeh reakcie: 0 % · odhad: počítam…
🌡️ Teplota 40 %
🧪 Koncentrácia 40 %
🔲 Veľkosť povrchu 40 %
⚡ Katalyzátor

Vratné reakcie

Niektoré chemické reakcie za daných podmienok prebiehajú prakticky iba jedným smerom — reaktanty sa premieňajú na produkty a spätná reakcia je zanedbateľná. Príkladom je horenie dreva.

Iné reakcie sú vratné (reverzibilné) — produkty môžu spätne reagovať a vytvárať reaktanty. Pri takýchto reakciách prebieha priama aj spätná reakcia súčasne. Po určitom čase sa ustáli chemická rovnováha, pri ktorej je rýchlosť priamej reakcie rovnaká ako rýchlosť spätnej reakcie.

→

Jednosmerná (priama) reakcia

Za daných podmienok prebieha prakticky iba jedným smerom.
⇌

Vratná reakcia

Prebieha súčasne v oboch smeroch a môže dosiahnuť chemickú rovnováhu.

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Haberov-Boschov proces výroby amoniaku
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
dopredná reakcia spätná reakcia rovnovážna rýchlosť
0 %

Záverečný kvíz

Zaregistruj sa a sleduj svoj pokrok
Pokračuj ďalej
Návrat hore