化学反応とは何か、存在する種類、速度などの特徴を説明します。また、物理的および化学的変化。
化学反応とは何ですか？
化学反応（別名 化学変化 また 化学現象）は、の変換の熱力学的プロセスです 案件。これらの反応には2つ以上が関与しています 物質 （試薬または反応物）、プロセスで大幅に変化し、消費または放出する可能性があります エネルギー と呼ばれる2つ以上の物質を生成する 製品.
すべての化学反応は化学変換の対象となり、その構造と分子組成を変化させます（ 物理的な変化 その形状にのみ影響するか 集約の状態）。化学変化は一般的に、私たちが最初に持っていたものとは異なる新しい物質を生み出します。
化学反応は、自然界で自発的に発生する可能性があり（人間の介入なしに）、または制御された条件下で実験室で人間によって生成される可能性もあります。
私たちが日常的に使用している材料の多くは、1つまたは複数の化学反応によって組み合わされたより単純な物質から工業的に得られています。
物質の物理的および化学的変化
物質の物理的変化とは、組成を変えずに、つまり問題の物質の種類を変えずに、その形状を変えるものです。
これらの変化は、物質の凝集状態の変化と関係があります（個体, 液体, ガス状）およびその他の物理的特性（色, 密度, 磁気、など）。
物理的変化は、物質の形状や状態を変化させるが、その組成を変化させないため、通常は可逆的です。例えば、沸騰するとき 水 液体を気体に変えることはできますが、結果として生じる蒸気は依然として水分子で構成されています。水を凍らせると固体になりますが、化学的には同じ物質です。
化学変化は、の分布と結合を変化させます 原子 問題の、それらが異なる方法で組み合わされることを達成し、したがって、常に同じであるが、最初のものとは異なる物質を得る 割合物質は作成も破壊もできないので、変形するだけです。
たとえば、水（H2O）とカリウム（K）を反応させると、水酸化カリウム（KOH）と水素（H2）の2つの新しい物質が得られます。これは通常多くのエネルギーを放出する反応であるため、非常に危険です。
化学反応の特徴
化学反応は一般に不可逆過程です。つまり、化学反応は 化学リンク 間に 分子 試薬の損失または増加を生成します。
化学反応では、物質は深く変化しますが、この再構成は肉眼では見えない場合があります。それでも、化学量論によって処理される反応物の比率を測定することができます。
一方、化学反応は、反応物の性質に応じて、また反応が発生する条件に応じて、特定の生成物を生成します。
化学反応における別の重要な問題は、それらの速度の制御がそれらの使用に不可欠であるため、それらが発生する速度です。 業界、薬など。この意味で、化学反応の速度を増減させる方法があります。
一例は、化学反応の速度を上げる物質である触媒の使用です。これらの物質は反応に関与せず、それらが発生する速度を制御するだけです。阻害剤と呼ばれる物質もありますが、これらは同じように使用されますが、逆の効果を引き起こします。つまり、反応を遅くします。
化学反応はどのように表現されますか？
化学反応は化学反応式で表されます。 数式 ここには、関与する試薬と得られた生成物が記載されており、熱、触媒、光などの存在など、反応に固有の特定の条件を示すことがよくあります。
歴史上の最初の化学反応式は、1615年にJean Beginによって作成されました。これは、 化学、 チロシニウム Chymicum。今日、彼らは一般的な教えであり、それらのおかげで、特定の反応で何が起こっているかをより簡単に視覚化することができます。
化学反応式を表す一般的な方法は次のとおりです。
どこ：
- AとBは反応物です。
- CとDは製品です。
- に, b, c Y d は化学量論係数（反応物と生成物の量を示す数値）であり、反応物と生成物に同じ量の各元素が含まれるように調整する必要があります。このようにして、質量保存の法則が満たされます（これにより、 質量 作成も破棄もされません。変換されるだけです）。
化学反応の種類と例
化学反応は、反応する反応物の種類によって分類できます。これにより、無機化学反応と有機化学反応を区別することができます。しかし、最初に、化学反応式を通じてこれらの反応を表すために使用される記号のいくつかを知ることが重要です。
無機反応。関与 無機化合物、および次のように分類できます。
- 変換の種類に応じて。
- 合成または付加反応。 2つの物質が組み合わさって、異なる物質になります。例えば：
- 分解反応。ある物質がその単純な成分に分解されるか、ある物質が別の物質と反応して、その成分を含む他の物質に分解されます。例えば：
- 置換または置換反応。化合物または要素は、化合物内の別の要素に取って代わり、それを置き換えて自由にします。例えば：
- 二重置換反応。 2つの反応物が化合物を交換するか 化学元素 同時に。例えば：
- 合成または付加反応。 2つの物質が組み合わさって、異なる物質になります。例えば：
- 交換されるエネルギーの種類と形態に応じて。
- 反応速度に応じて。
- 遅い反応与えられた時間内に消費される試薬の量と生成される生成物の量はごくわずかです。例：鉄の酸化。それはゆっくりとした反応であり、錆びた鉄の物体に日常的に見られます。この反応が遅くなければ、今日の世界では非常に古い鉄の構造はありません。
- 素早い反応。一定の時間内に消費される試薬の量と生成される生成物の量は膨大です。例：ナトリウムと水との反応は、急速に起こることに加えて、非常に危険な反応です。
- 遅い反応与えられた時間内に消費される試薬の量と生成される生成物の量はごくわずかです。例：鉄の酸化。それはゆっくりとした反応であり、錆びた鉄の物体に日常的に見られます。この反応が遅くなければ、今日の世界では非常に古い鉄の構造はありません。
- 関与する粒子の種類に応じて。
- 反応の方向に応じて。
- 可逆反応。それらは双方向に進みます。つまり、生成物は再び反応物になる可能性があります。例えば：
- 不可逆反応。それらは1つの意味でのみ発生します。つまり、反応物は生成物に変換され、反対のプロセスは発生しません。例えば：
- 可逆反応。それらは双方向に進みます。つまり、生成物は再び反応物になる可能性があります。例えば：
有機反応。それらは生命の基礎に関連しているものである有機化合物を含みます。各官能基にはさまざまな特定の反応があるため、分類は有機化合物の種類によって異なります。たとえば、アルカン、アルケン、アルキン、 アルコール、ケトン、アルデヒド、エーテル、エステル、ニトリルなど。
有機化合物の反応のいくつかの例は次のとおりです。
- アルカンのハロゲン化。アルカンの水素は、対応するハロゲンに置き換えられます。
- アルカンの燃焼。アルカンは酸素と反応して 二酸化炭素 と水。このタイプの反応は、大量のエネルギーを放出します。
- アルケンのハロゲン化。二重結合を形成する炭素上に存在する水素のうちの2つが置き換えられます。
- アルケンの水素化。 2つの水素が二重結合に追加され、対応するアルカンが生成されます。この反応は、白金、パラジウム、ニッケルなどの触媒の存在下で起こります。
化学反応の重要性
光合成と呼吸の両方が化学反応の例です。私たちが知っているように、化学反応は世界の存在と理解の基本です。自然または人工の条件下で物質が受ける変化（そしてしばしば貴重な物質を生成する変化）はほんの一例です。化学反応の重要性の最大の証拠は、そのすべての表現において、生命そのものです。
の存在 生き物 すべての種類の可能性は、物質の反応能力のおかげでのみ可能です。これにより、最初の細胞形態の生命は、代謝経路、つまり、消費されるよりも有用なエネルギーを生み出す一連の化学反応を通じて、環境とエネルギーを交換することができました。
たとえば、私たちの日常生活では 呼吸 それは複数の化学反応で構成されており、それらは 光合成 の 植物.
化学反応の速度
化学反応には、反応物の性質や反応が起こる環境によって異なる規定の時間が必要です。
化学反応の速度に影響を与える要因は一般的に次のとおりです。
- 温度上昇高温は化学反応の速度を上げる傾向があります。
- 圧力の上昇。圧力を上げると、通常、化学反応の速度が上がります。これは通常、ガスなどの圧力変化に敏感な物質が反応するときに発生します。液体と固体の場合、圧力の変化はそれらの反応の速度に大きな変化を引き起こしません。
- 試薬が存在する凝集状態。速度は各物質の反応性にも依存しますが、固体は液体や気体よりも反応が遅い傾向があります。
- 触媒の使用（化学反応の速度を上げるために使用される物質）。これらの物質は反応に関与せず、それらが発生する速度を制御するだけです。阻害剤と呼ばれる物質もありますが、これらは同じように使用されますが、逆の効果を引き起こします。つまり、反応を遅くします。
- 光度エネルギー（光）。いくつかの化学反応は、それらに光が当たると加速されます。
- 試薬濃度。試薬の濃度が高い場合、ほとんどの化学反応はより速く起こります。