reaktionerna

Reaktionerna är processer i vilka kemiska ämnen omvandlas till nya ämnen genom ombildning av kemiska bindningar. Under en reaktion bryts vissa bindningar och nya bildas, ofta med förändringar i energi. Reaktioner kan kräva energi för att starta och avge energi när de går mot produkter. Begreppet omfattar allt från små molekylära omvandlingar till komplexa biologiska och industriella processer.

Reaktioner klassificeras ofta efter mekanismen eller mellan vilka faser de sker. Vanliga grupper är homogen och heterogen, där reaktanterna är i samma eller olika faser; redoxreaktioner där elektroner överförs; syra–base-reaktioner; fällnings- eller substitutionsreaktioner; samt polymerisationsreaktioner. Reaktioner kan vara reversibla eller irreversibla och kan vara exotermiska eller endotermiska.

Reaktionshastigheten beskriver hur snabbt produkter bildas eller reaktanter förbrukas. Den följer ofta en hastighetslag där hastigheten beror på koncentrationerna av reaktanterna och temperaturen. Temperaturoch koncentrationsökningar ökar vanligtvis hastigheten; katalysatorer sänker aktiveringsenergin utan att förbrukas. Reaktionshastigheten definieras ofta genom ordningar m och n i r = k[A]^m[B]^n och avkristalliseras med experimentella data. Arrhenius-ekvationen kopplar temperatur till hastighetskonstanten.

Termodynamik och jämvikt avgör om en process är spontan och hur mycket energi som lagras eller avges. Gibbs fria energi ΔG anger spontanitet under givna förhållanden. Vid jämvikt råder balans mellan bildning och nedbrytning av produkter; jämviktskonstanten K beskriver förhållandet mellan koncentrationerna vid en viss temperatur. Le Chateliers princip beskriver hur systemet förskjuts vid yttre förändringar.

Katalys och mekanismer spelar en central roll: katalysatorer ökar hastigheten utan att själva förbrukas och kan skapa nya reaktionsvägar med lägre aktiveringsenergi. Enzymer är biologiska katalysatorer som gör reaktioner möjliga vid kroppstemperatur.

Exempel och tillämpningar finns inom allt från industriell syntes (till exempel ammoniakproduktion) till energiomvandling, livsprocesser som respiration och fotosyntes, samt korrosion och materialvetenskap.

---