Erreakzio kimiko

Erreakzio kimikoa prozesu bat da non substantzia bat edo gehiago (erreaktiboak) beste desberdin batean bihurtzen dira (produktuak). Prozesu honen errepresentazio sinbolikoari ekuazio kimikoa deitzen zaio.

Erreakzio kimikoak lantzeko bideoa.

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Erreakzio inorganiko motak hauek dira: azido-base erreakzioa (neutralizazioa), errekuntza, erredox, ordezkapen edo desplazamendu erreakzioa, sintesi erreakzioa, deskonposizio erreakzioa eta hauspeatze erreakzioa.

Ekuazio kimikoa

Sakontzeko, irakurri: «Ekuazio kimiko» eta «Estekiometria»

Erreakzio kimiko bat ikurren bidez adierazi ahal izateko, ekuazio kimikoak erabiltzen dira. Ekuazioetan, zein sustantziak eta zein proportziotan parte hartzen duten adierazten da^[1].

${\ce {2 H2(g) + O2(g) -> 2 H2O(g)}}$

Aurreko ekuazio kimikoan agertzen diren zenbakiek erreaktiboen eta produktuen arteko proportzioak adierazten dituzte, hau da, erlazio estekiometrikoak.

${\ce {aA(g) + bB(g) -> cC(g) + dD(g)}}$

Erlazio horiek hauxe adierazten dute: A substantziaren a molekulak erreakzionatzeko, B substantziaren b molekula beharko dira, eta, ondoren, C substantziaren c molekula eta D substantziaren d molekula sortuko dira^[1].

Erreakzio kimiko arruntetan, ekuazioaren bi aldeetako atomo-motak eta -kopuruak berdinak dira, eta horri erreakzioa doitua egotea esaten zaio (ez da horrela izaten erreakzio nuklearretan)^[1].

Erreakzio batean zenbat erreaktibo gastatuko den eta zenbat produktu sortuko den jakiteko, ekuazioaren estekiometria erabiliko dugu; baina kontuan hartu behar da hasieran ipinitako kantitateak ez baldin badira estekiometriak agindutakoak proportzioan kantitate urrienean dagoen erreaktiboa izango dela erreakzioa mugatuko duena; eta horri erreaktibo mugatzailea esaten zaio^[1].

Adibidez, burdina metalikoak airearen oxigenoarekin erreakzionatutakoan, burdin oxidoa eratzen da.

${\text{Fe}}({\text{s}})+{\frac {1}{2}}{\text{O}}_{2}({\text{g}})\rightarrow {\text{FeO(s)}}$

Adibide honetan, erreakzioa egurats zabalean eginez gero, erreaktibo mugatzailea burdina izango da, nahi adina oxigeno baitago eguratsean.

Erreakzioen informazioa ekuazio kimikoan

Normalean, erreakzioak berez gertatzen dira baina erreakzio batzuk baldintza batzuetan bakarrik gertatzen dira eta ekuazio kimikoan txertatzen da informazio hori eta beste asko hainbat sinboloren bidez:

Batzuetan, erreakzio osatugabeak gertatzen dira, produktuak erreaktibo bihur daitezkeelako, alderantzizko prozesuaren bidez. Kasu hauetan gezi bikoitza jartzen da bakoitza alde banatara.

Beste batzuetan erreaktiboak eta produktuak zein agregazio egoeratan dauden adierazi behar da horretarako (g),(l),(s) eta (aq) sinboloak erabiltzen dira agregazio egoera solidoa, likidoa, gasa den edo uretan disolbatuta dagoen esateko.

Grezierazko delta letra larria agertzen bada, prozesua gertatzeko erreaktiboak asko berotu behar direla esan nahi du.

Erreakzio batean substantzia gaseoso bat askatzen denean,eskuinaldean goranzko gezi bat jartzen da. Era berean, disoluzio likido batean hauspeakin bat sortzen bada, beheranzko gezi batekin adierazten da.

Erreakzio-motak

Erreakzio kimikoen sailkapena ulertzeko bideoa.

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Erreakzioak hainbat irizpideren arabera sailka daitezke, baina beharbada sinpleena erreakzioan parte hartzen duten substantzien arabera egitea da; horren arabera, erreakzio ez-organikoak eta erreakzio organikoak bereizten dira.

Azido-base erreakzioak

Sakontzeko, irakurri: «Azido-base erreakzio»

Hainbat teoria daude substantzien portaera azidoa edo basikoa esplikatzeko. Arrheniusen arabera, uretan disolbatutakoan ${\ce {H3O+}}$ ioiak ematen dituena da azidoa, eta basea, berriz, ${\ce {OH-}}$ anioiak ematen dituena; Brönsted-Lowryren arabera, azidoak protoi-emaileak dira, eta baseak protoi-hartzaileak; Lewisen definizioaren arabera, azkenik, azidoak elektroi-bikote hartzaileak dira eta baseak elektroi-bikote emaileak. Edozein kasutan, azido-base erreakzioak azidoen eta baseen arteko erreakzioak dira^[1].

${\ce {HCOO - CH3 + NH4OH -> NH4COO - CH3 + H2O}}$

Azido azetikoak (azidoa) amonio hidroxidoarekin erreakzionatzen du (basea), eta amonio azetatoa (gatza) eta ura sortzen dira.

Erredox erreakzioak

Sakontzeko, irakurri: «Erredox erreakzio»

Erreakzio hauetan, aldaketak gertatzen dira atomoen oxidazio-zenbakietan, hau da, espezie kimikoen artean elektroiak transferitzen dira^[1].

${\ce {2S2O^{2-}_3 (aq) + I2(aq) -> S4O^{2-}_6 (aq) + 2 I- (aq)}}$

Adibide honetan, iodoa ( ${\ce {I2}}$ ) erreduzitu egiten da, haren oxidazio-zenbakia 0tik 1era pasatzen baita, eta tiosulfato anioia ( ${\ce {2S2O^{2-}_3}}$ ) oxidatu, haren oxidazio-zenbakia +2tik +5era pasatzen baita (egiatan, bi sufre-atomoen oxidazio-zenbakia 0 da, eta beste biena +5; beraz, batezbestekoa +2,5 izango genuke).

Errekuntza-erreakzioak

Sakontzeko, irakurri: «Errekuntza»

Errekuntza-erreakzioak erredox erreakziotzat har daitezke. Erregai den substantzia elementu oxidatzailearekin (normalean oxigenoa) konbinatutakoan, beroa eta oxidatutako produktuak sortzen dira. Errekuntza osoa gertatzen denean, berriz, erregai osoak oxigenoarekin erreakzionatu, eta karbono dioxidoa eta ura sortzen dira^[1].

${\ce {C4H10(g) + 13/2 O2(g) -> 4CO2(g)+5H2O(g)}}$

Hauspeatze erreakzioak

Substantzia bat (gatz bat adibidez) uretara botatakoan, gerta daiteke guztiz disolbatzea edo ontziaren hondoan substantzia solidoa agertzea hauspeakina, hain zuzen ere. Substantziaren, kantitatearen eta nahaste-kondizioen araberakoa da emaitza; hau da, ez da gauza bera gatz arrunta, sodio kloruroa ( ${\ce {NaCl}}$ ), gehitzea urari edo zilar kloruroa ( ${\ce {AgCl}}$ ) gehitzea, disolbagarritasun ezberdina baitute.

Adibidez, zilar kloruroaren kasuan, hauxe da hauspeatze-erreakzioa:

${\ce {AgCl(s) <=> Ag+(aq)+Cl-(aq)}}$

Zilar kloruro solidoa ( ${\ce {AgCl(s)}}$ ) uretara botatakoan, neurri batean zilar katioitan ( ${\ce {Ag+}}$ ) eta kloruro anioitan ( ${\ce {Cl-}}$ ), bietan, deskonposatzen da. Gehitutako kantitatea nahikoa ez bada bi ioien kantitateak gatzaren disolbagarritasuna gainditzeko, zilar kloruro guztia disolbatzen da. Baina kantitate handiagoan gehituz gero, ioien arteko biderkadura disolbagarritasuna baino handiagoa da, eta, azkenik, disolbatu gabeko zilar kloruro solidoa ikusiko dugu ontziaren azpialdean; hauspeakina, hain zuzen ere.

Erreakzioen zinetika

Sakontzeko, irakurri: «Erreakzio abiadura» eta «Zinetika kimiko»

Burdinaren oxidazioak oso erreakzio-abiadura txikia du. Prozesua geldoa da.

Egurraren errekuntzak oso erreakzio-abiadura handia du. Prozesua azkarra da.

Erreakzio kimiko guztiak ez dira abiadura berean gertatzen; badira ia bat-batean gertatzen diren erreakzioak eta badira, kontrara, denbora luzea behar dutenak. Erreakzio-abiaduraz arduratzen den kimikaren atala zinetika kimikoa da^[1]. Gainera, ingeniaritza kimikoan, enzimologian eta ingurumen-ingeniaritzan ere erabiltzen den kontzeptua da.

Zinetika kimikoa

Erreakzio kimikoen abiadura ulertzeko bideoa.

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Erreakzioa gertatzeko, molekulen arteko talkak gertatu behar du; gainera, erreakzionatuko duten taldeek elkarrekin topo egin behar dute erreaktiboen eta produktuen arteko trantsiziozko egoera batean, eta talkaren energiak nahikoa handia izan behar du trantsiziozko egoera horretara heltzeko eta, hala, produktuak sortzeko. Hiru baldintza horiek batera betetzen direnean, erreakzioa azkarra da, eta, bestela, motelagoa.

Erreakzio baten abiadura bizkortzeko hainbat modu daude: katalizatzaileak erabiliz, tenperatura aldatuz, erreaktiboen kontzentrazioak aldatuz... Hidrogeno eta oxigeno gasak elkarrekin daudenean, giro-tenperaturan, ez da erreakziorik gertatzen, baina platino-hautsa gehitutakoan erreakzioa bortizki gertatzen da, leherketa baten moduan. Platinoaren gainean oxigenoa adsorbatzen da, eta oxigeno diatomikoaren atomoen arteko loturak ahuldu eta errazago erreakzionatzen du hidrogenoarekin, eta ura ematen du. Erreakzioaren bukaeran, platinoa hasieran bezala egongo da, hau da, berreskuratu egingo da^[1].

Erreakziobidea

Erreakzio bat gertatzeko jarraitutako bideari erreakziobide edo erreakzio-mekanismo esaten zaio, eta, zenbait kasutan, katalizatzaileak mekanismo horretan eragiten du^[1].

${\ce {aA + bB -> cC}}$

Abiadura erreaktiboak desagertzeko abiadura moduan edo produktuak sortzeko abiadura moduan defini daiteke, hau da,

$v=-{\frac {1}{a}}{\frac {d[A]}{dt}}=-{\frac {1}{b}}{\frac {d[B]}{dt}}={\frac {1}{c}}{\frac {d[C]}{dt}}$

eta abiadura hori erreaktiboen kontzentrazioarekin lotuta egongo denez, oro har hau da abiadura-ekuazioa:

$v=k[{\text{A}}]^{m}[{\text{B}}]^{n}$

non $k$ abiadura-konstantea den, eta $m$ eta $n$ abiaduraren erreakzio-ordenak bi erreaktiboekiko.

Erreakzioa gertatzen hasten denean, erreaktiboen kontzentrazioak txikituz doaz pixkanaka, eta produktuenak, aldiz, handituz. Hortaz, produktuen arteko talkak ugarituz doaz, eta idatzita dagoenaren alderantzizko erreakzioa gerta daiteke. Beraz, erreakzioa idatzitako bi noranzkoetan gertatzen da, bakoitzean abiadura batez. Erreakzio zuzenaren abiadura txikituz doa pixkanaka, eta alderantzizkoarena handituz. Bi abiadurak berdindutakoan, itxuraz behintzat ez da erreakziorik gertatzen, eta erreakzioa orekara iritsi dela esaten da^[1].

Erreakzioen energia

Erreakzio kimikoen energia ulertzeko bideoa.

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Erreaktiboetako loturak apurtu eta produktuetako lotura berriak sortutakoan, energia-balantzea egin beharko da; hau da, bukaerako egoeran produktuek energia gehiago izan dezakete erreaktiboek baino, edo gutxiago, edo berdin. Lehenengo kasuan, erreakzioa gertatzeko energia eman beharko zaio sistemari, eta erreakzio-mota horri erreakzio endotermikoa esaten zaio; bigarrenean, aldiz, erreakzioa gertatutakoan energia askatuko da, eta erreakzioa exotermikoa dela esan ohi da. Azkenik, energia ez bada xurgatzen ez askatzen, erreakzioa atermikoa izango da. Erreakzioetan trukatutako energiaz arduratzen den kimikaren atala termokimika da. Energia bero moduan trukatuko da normalean, eta laborategian gehienetan esperientzia guztiak presioa konstante mantenduz egiten direnez, balantze energetikoa zehaztuko duen magnitudea entalpia-aldaketa izango da, $\Delta H=Qp$ ^[1].

Erreakzioen etekina

Paperean idatzitako ekuazio kimikoak erreaktiboen eta produktuen arteko proportzioa adierazten du, baina, askotan, erreakzio-ontzian jarritako erreaktibo guztiak ez du erreakzionatzen, edo beste substantzia desegokiren bat sortzen da. Beraz, gauza bat da erreakzio ideala, eta bestea benetan gertatzen dena. Beraz, erreakzio batean benetan sortzen den produktu-kantitatea teorikoa baino txikiagoa da beti, eta hori erreakzioaren etekinak ematen du^[1].

${\text{Erreakzioaren etekina }}(\%)=100\times {\frac {\text{Lortutako produktu-kantitatea}}{\text{Lortu beharreko produktu-kantitate teorikoa}}}$