Kuidas toimuvad keemilised reaktsioonid?

Keemilised reaktsioonid toimuvad kõikjal meie ümber. Näiteks ilutulestiku õhku laskmise, piima hapnemise ja raua roostetamise taga on keemilised reaktsioonid. Järgnev video seletab ära, millised on keemiliste reaktsioonide seaduspärasused. 

Mis on keemiline reaktsioon?

Keemiline reaktsioon toimub molekulide vahel ning on protsess, kus ühest või mitmest lähteainest tekib üks või mitu ainet. Terve meie maailm koosneb molekulidest ning nad võivad üksteisega kokkupuutumisel reageerida erinevat moodi: 

  • Kaks molekuli võivad ühineda ja moodustada uue aine. 
  • Üks molekul võib laguneda ja moodustada kaks uut ainet. 
  • Molekulid võivad ka üksteise vahel osakesi vahetada.

Mida on vaja, et toimuks keemiline reaktsioon?

Keemilise reaktsiooni toimumise jaoks on vaja õigeid tingimusi: 

  • Molekulid peavad olema õige orientatsiooniga ehk liikuma üksteise suunas. Kui molekulid ei liigu üksteise poole, ei saa toimuda kokkupõrget ega toimuda reaktsiooni. Näiteks, kujuta ette, et sa oled maratonijooksja. Kui sa soovid jooksu võita, siis sa pead liikuma finiši poole. Stardi suunas jooksmine ei too sulle medalit. Sama põhimõte kehtib ka siin. Molekulidel on vaja liikuda õiges suunas. 
  • Lisaks õigele liikumissuunale, peavad ained kokku põrkama piisavalt suure kiirusega ehk energiaga, mis käivitaks keemilise reaktsiooni. Seda energiat nimetatakse aktiviseerimisenergiaks, mis on vähim energiakogus, mida tuleb osakestele anda, et reaktsioon toimuks. 

Paljude tegevuste jaoks on vaja aktiviseerimisenergiat. Näiteks selleks, et kivi hakkaks mäest alla veerema on vaja rakendada jõudu, lükates kivi üle künka. Kui kivi on üle künka siis veereb kivi gravitatsiooni tõttu juba ise alla. 

Keemiline reaktsioon ei toimu alati ühesuguse kiirusega. 

 Keemilised reaktsioonid kulgevad erineva kiirusega. Näiteks plahvatus toimub kiiremini kui raua roostetamine, kuid mõlemad on keemilised reaktsioonid. Reaktsiooni kiirus oleneb sellest, kui palju on kindlal ajahetkel ja kindlas ruumalaühikus aktiivsete osakeste kokkupõrkeid. 

Reaktsiooni kiirust on võimalik kiirendada kasutades erinevaid mooduseid: 

  • Suurendada reageeritavate ainete kokkupuutuvat pinda. Näiteks peenestatud aine reageerib kiiremini kui sama aine ühtne suurem tükk, kuna tänu peenestamisele on aine pindala suurem. Kokkupuutuvat pinda saab ka suurendada kasutades kitsaid katsekolbe, kus ained on sunnitud olema üksteisega suuremas kokkupuutes. 
  • Suurendada ainete konsentratsiooni. Mida suurem on ainete konsentratsioon, seda suurem on reaktsiooni kiirus. 
  • Suurendada temperatuuri. Kõrgemal temperatuuril liiguvad osakesed kiiremini s.t. suurema energiaga, mis jällegi soodustab keemilise reaktsiooni toimumist. Kui temperatuuri tõsta 10° kraadi, siis reaktsiooni kiirus suureneb 2-4 korda. 
  • Kasutada katalüsaatoreid. Katalüsaator on aine, mis muudab reaktsiooni kiirust, jäädes ise muutumatuks. Katalüsaatorid alandavad reaktsiooni toimumiseks vajaliku aktiviseerimisenergiat, mis tähendab, et alandateks energiat, mida on vaja, et reaktsioon toimuks.

Selles videos on see väga hästi ära seletatud. 

Lisainfot

Keemilist reaktsiooni väljendatakse reaktsioonivõrrandite kaudu. Ained ühinevad üksteisega alati teatud kindlas suhtes. Reaktsioonis aineid ei teki ega kao ning üks keemiline element ei muutu teiseks, mis tähendab, et iga elemendi hulk reaktsioonis säilib. Sellega tegeleb keemia osa nimega stöhhiomeetria, mille kohta saab huvitavaid videosid vaadata siit.

Lisaks sellele kaasnevad reaktsioonidega ka energia muutused, mis tulevad keemiliste sidemete lagunemises või tekkimisest. Selle tulemusena vabaneb või neeldub energia protsessi soojusena, seetõttu nimetatakse seda soojusefektiks. 

Selle kohta on võimalik vaadata erinevaid katsevideosid: 


 Testi oma teadmisi!

1. Kas suhkru peenestamine on keemiline reaktsioon?

2. Mida sa ei tohi teha, kui soovid reaktsiooni kiirendada?

a) Lisada suvalisi aineid juurde, lootuses, et äkki ained reageerivad kiiremini. 

b) Segada katseklaasis olevaid aineid. 

c) Kasutada Bunseni põletit, et suurendada reageerivate ainete temperatuuri. 

3.  Mida sa teed kui võõra inimesega kokku põrgates kinnitus sinu käsi teise inimese nina asemele?

a) Põrkad inimesega uuesti kokku lootuses, et saad oma käe tagasi. 

b) Õpid elama ilma ühe käeta, sest reaktsioon on pöördumatu. 

c) Otsid abi professionaalidelt. 


Õiged vastused:

1) Suhkru peenestamine ei ole keemiline reaktsioon, sest aine ei muundu teiseks aineks (molekuli struktuur jääb samaks). 

2) a.

3) a.

Leave a Reply