Kemikaalireaktsioon

Kemikaalireaktio tarkoittaa prosessia, jossa yhden tai useamman kemiallisen yhdisteen kemiallinen koostumus muuttuu ja syntyy uusia aineita. Reaktio etenee, kun lähtöaineet törmäävät toisiinsa riittävän energialla ja oikeissa olosuhteissa, jolloin sidosmuutokset tai elektronien siirtymisen seuraavat. Sääliöinä käsitellään ainemäärien ja massan säilyminen suljetussa järjestelmässä: atomeita ei kappalein häviä eikä ilmesty, vaan ne järjestäytyvät uudelleen.

Reaktiot voidaan luokitella useilla tavoilla. Yhdistelmä- eli syntyreaktioissa A ja B muodostavat uuden aineen AB. Hajoitusreaktioissa yhdisteestä syntyy kahta tai useampaa yksikköä. Yksinkertainen korvaus (A + BC → AC + B) ja kaksoiskorvaus (AB + CD → AD + CB) ovat yleisiä displacement-reaktioita. Palamisreaktio on nopea happi- tai hapetusreaktio, jossa polttoaine paljastuu energiaa sekä lämpöä. Reaktiot voivat olla redox-reaktioita, joissa elektronit siirtyvät.

Reaktion nopeuteen vaikuttavat tekijät ovat konsentraatio, lämpötila, katalyytit, pinta-ala ja sekoitus. Yleisesti nopeus kasvaa, kun näitä tekijöitä lisätään oikein. Katabolitit eli katalyytit nopeuttavat reaktiota alentamalla aktivoitumisenergiaa. Reaktiot voivat olla eksotermisiä (lämpöä vapautuu) tai endotermisiä (lämpöä sitoutuu).

Reaktiot voivat saavuttaa tasapainon, jolloin sekä lähtöaineet että tuotteet ovat läsnä. Le Châtelierin periaatteen mukaan tasapainoa siirretään, kun olosuhteita kuten lämpötilaa tai painetta muutetaan.

Esimerkkejä: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O (palaminen, eksoterminen); HCl + NaOH → NaCl + H2O (neutralointi); 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (rusta).