Kemiallinen reaktio, perusteet

• Tapahtuma, jossa
  • aineet reagoivat keskenään kemiallisesti ja muodostuu uusia yhdisteitä
  • tai jokin yhdiste hajoaa alkuaineiksi
• Yuntomerkkinä valoa, ääntä, kuplia, värejä, savua, uusia aineita
• Kuvataan reaktioyhtälöllä, jonka kulkusuuntaa esittää reaktionuoli:
  Lähtöaineet → reaktiotuotteet
• Atomit eivät reaktiossa muutu, joten jokaista alkuainetta on yhtä paljon lähtöaineena ja reaktiotuotteena.

Ⓔ Ruokasuolan muodostuminen
Na + Cl → NaCl
natrium + kloori → natriumkloridi

Ⓔ Vetyperoksidin hajoaminen - DEMO: Elefantin hammastahna
Mittalasiin loraus vetyperoksidia ja tilkka fairyä. Sekoitetaan ja lisätään ripaus mangaanidioksidia.
Havainnot: Muodostuu runsaasti vaahtoa!
Pohdinta: Mitä kuplien sisällä oikein on?
Reaktioyhtälö: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
vetyperoksidi → vesi + happi

Huom: Vesi H₂O on vaaraton janonsammuttaja,
vetyperoksidi H₂O₂ puolestaan on hyvin reaktiivinen aine, joka on sekä hapettava että myrkyllinen.

Tietoa:
Kuplat täyttää reaktiossa muodostuva happikaasu. Se vie paljon enemmän tilaa kuin nestemäinen vesi. Fairyä on mukana, jotta kaasu jäisi kuplien sisään. mangaanidioksidi toimii katalyyttina eli se nopeuttaa vetyperoksidin hajoamista. Vetyperoksidi hajoaa hitaasti myös itsestään. Se säilytetään jääkaapissa, jotta hajoaminen olisi mahdollisimman hidasta.

Reaktionopeus

• Reaktio voi olla rauhallinen eli hidas Ⓔ raudan ruostuminen
• Tai kiivas eli nopea Ⓔ tähtisadetikun palaminen
• Reaktiota nopeuttaa
  • Lähtöaineiden valinta
  • Väkevyys eli pitoisuus
  • Hienojakoisuus
  • Hyvä sekoittuminen
  • Korkea lämpötila
  • Katalyytin käyttö

Katalyytti on aine, joka lisää reaktionopeutta mutta ei itse reagoi.
Katalyytti ei siis kulu reaktiossa.

Reaktion hidastaminen

Katalyytin vastakohta on inhibiittori. Sen tehtävä on hidastaa kemiallista reaktiota. Omenasalaattiin voidaan lisätä etikkaa, jotta omenaviipaleiden tummuminen hidastuisi. Etikka on inhibiittori, jonka tehtävä on toimia hapettumisenestoaineena. On hyödyllistä hidastaa erilaisia pilaantumisreaktioita. Siksi moneen valmisruokaan lisätään säilöntäaineita ja suojataan ruoka reaktiota nopeuttavilta olosuhteilta.

Mielenkiintoisia reaktioita

Reaktioyhtälön tasapainottaminen

• Yhdisteen kemiallisessa kaavassa esiintyvä alaindeksi ilmaisee atomien lukumäärää.
  Ⓔ Vesimolekyylissä H₂O alaindeksi 2 kertoo että vetyatomeita (H) on kaksi kappaletta
• Yhdisteen kaavan edessä oleva iso numero ilmaisee molekyylien lukumäärää.
  Ⓔ 2 H₂O tarkoittaa kahta vesimolekyyliä
• Reaktioyhtälön tasapainotus on sitä, että lisätään molekyylien lukumäärää sopivasti, että jokaista alkuainetta on yhtä paljon reaktioyhtälön molemmilla puolilla eli lähtöaineissa ja reaktiotuotteissa.

Harjoitellaan

Tasapainotetaan reaktioyhtälö, jossa vetyperoksidi hajoaa vedeksi ja hapeksi.
Mitkä ovat puuttuvat numerot?

___ H₂O₂ → ____ H₂O + ____ O₂

Ratkaisu:

Tasapainotetaan reaktioyhtälö, jossa magnesium reagoi suolahapon kanssa muodostaen magnesiumkloridia ja vetykaasua.
Mitkä ovat puuttuvat numerot?

___ Mg + ___ HCl → ___ MgCl₂ + ___ H₂

Ratkaisu: