Kuinka monen tyyppisiä kemiallisia reaktioita on olemassa?

On monia tapoja luetteloida kemiallisia reaktioita . Tässä kuvataan periaatteessa kahta luokittelutapaa: vaihdetun hiukkasen tyypin osoittavien kriteerien mukaan ja tapahtuvan muunnostyypin mukaan .

Vaihdettavien hiukkasten tyypistä riippuen reaktiot luokitellaan hapetus-pelkistysreaktioihin ja happo-emäsreaktioihin.

Hapetus-pelkistys tai redox-reaktiot

Hapettumisen pelkistysreaktioissa (redox) tapahtuu muutos hapetusluvussa . Redox-reaktiot merkitsevät elektronien siirtymistä kemiallisen lajin välillä, joka menettää ne ja siksi hapettuu, ja toisen, joka ottaa ne ja sen mukana pelkistyy. Useimmissa tapauksissa redox-reaktiot vapauttavat suuren määrän energiaa, eli ne ovat eksotermisiä reaktioita.

Hapettumis-pelkistysreaktioiden joukossa meillä on:

• Palamisreaktiot: se on redox-reaktio, jossa orgaaninen yhdiste hapetetaan ja molekyylihappi pelkistyy. Yleensä muodostuu hiilidioksidia ja vettä. Yleinen palamisreaktion muoto on:

hiilivety + happi → hiilidioksidi + vesi + lämpö

• Fermentaatioreaktiot: se on eräänlainen hapettumisen pelkistysreaktio, jossa orgaaninen yhdiste hajoaa muodostaen muita yksinkertaisempia yhdisteitä. Tässä prosessissa elektronit siirtyvät orgaanisesta välituotteesta (joka toimii elektronin luovuttajana) toiseen orgaaniseen välituotteeseen, joka toimii elektronisena vastaanottajana. Oluen ja leivän valmistuksessa tapahtuu käymisreaktioita. Tämä toimenpide vaatii hiivoja, jotka ruokkivat sokeria, hajottavat sen entsyymien avulla, tuottavat alkoholia ja huomattavan määrän hiilidioksidia (CO 2 ₎ ja lämpöä (hiivat + sokerit = alkoholi + hiilidioksidi + lämpö).

C ₆ H ₁₂ O ₆   → CH ₃ CH ₂ OH + CO ₂ + lämpö

• Metallien hapetusreaktiot: Niitä kuvataan yleisesti tiettyjen materiaalien, erityisesti metallien, hajoamiseksi hapen vaikutuksesta niihin. Tämän tyyppisessä kemiallisessa reaktiossa yksi reagoiva ioni vaihtaa paikkaa toisen kanssa.

Happo-emäsreaktiot

Ne ovat niitä, jotka tapahtuvat happoa ja emästä tuottavan suolan välillä; Ne määritellään myös sellaisiksi, joissa protonit (H+) siirtyvät yhdestä kemiallisesta lajista toiseen. Happo on yhdiste, joka toimii joko protonin luovuttajana tai elektronien vastaanottajana. Emäs on yhdiste, joka toimii joko protonin vastaanottajana tai elektronin luovuttajana. Reaktion yleinen muoto on:

AX (happo) + B (emäs) ↔ AB (happo) + X (emäs)

Yli 4500 vuotta tunnettu happo-emäs-reaktio on saippuan valmistus, joka saadaan saattamalla happo reagoimaan emäksen kanssa. Sen valmistukseen käytetyt hapot uutetaan kasviöljyistä, kuten maissi-, palmu- ja kookosöljyistä; käytetään myös eläinrasvoja, kuten laardia. Saippuan valmistuksessa käytetyt emäkset ovat natriumhydroksidia tai kaliumhydroksidia.

Happo-emäsreaktiot tuottavat neutralointireaktioita ja voivat tapahtua seuraavien välillä:

• Vahva happo ja vahva emäs . Kun sekoitetaan happoa ja vahvaa emästä, kuten kloorivetyhappoa (HCl) ja natriumhydroksidia (NaOH), liuokseen jää se lajike, jota on enemmän kuin toista.
• Heikko happo ja vahva emäs . Kun sekoitetaan esimerkiksi etikkahappoa (CH3COOH) ja natriumhydroksidia (NaOH), liuos on emäksinen, koska se on emäs, joka jää reaktioon.
• Vahva happo ja heikko emäs . Kuten kloorivetyhappo (HCl) ammoniakin (NH ₃ ) kanssa, jälkimmäinen neutraloituu täysin, kun taas osa suolahaposta jää liuokseen.
• Heikko happo ja heikko emäs . Esimerkki on etikkahappo (CH3COOH), jossa on heikko emäs, kuten ammoniakki (NH3 ₎ , liuoksen happamuus riippuu heikon hapon happamuusvakiosta ja sekä emäksen että hapon pitoisuuksista.

Toinen tapa luokitella kemialliset reaktiot

Tapahtuneen muunnostyypin mukaan, nimittäin:

• Synteesireaktio , joka tunnetaan myös nimellä additioreaktio.
  Tässä reaktiossa reagoivat aineet yhdistyvät muodostaen monimutkaisemman tuotteen. Usein on olemassa kaksi tai useampia lähtöaineita muodostamaan yhden tuotteen. Kokonaisreaktio saa muotoa:
  A + B → AB
• Hajoamisreaktio , jota joskus kutsutaan analyysireaktioksi.
  Tämän tyyppisessä reaktiossa aine hajoaa yksinkertaisiin komponentteihinsa. Yleinen kemiallinen reaktio on:
  AB → A + B
• Yksinkertaiset syrjäytysreaktiot , joita kutsutaan myös yksinkertaisiksi korvaus- tai korvausreaktioksi. Ne tapahtuvat, kun kaksi alkuainetta vaihtavat paikkansa samassa yhdisteessä. Toisin sanoen yksi alkuaine korvaa toisen sen tarkalla paikalla kaavassa tasapainottaen niiden vastaavat sähkövaraukset muiden atomien kanssa tarpeen mukaan. Reaktion yleinen muoto on:
  A + BC → B + AC
• Kaksoissiirtymäreaktiot , joita kutsutaan myös kaksoiskorvauksiksi. Tämän tyyppisessä reaktiossa sekä kationit että anionit vaihtavat paikkoja yleisen reaktion mukaisesti:
  AB + CD → AD + CB

Reaktio voidaan sisällyttää useampaan kuin yhteen kategoriaan, esimerkiksi reaktio voi olla sekä happo-emäs-reaktio että kaksoissyrjäytysreaktio .

Lähteet

• Burriel Marti, F.; Arribas Jimeno, S.; Lucena Conde, F.; Hernandez Mendez, J. (2007). ”Laadullinen analyyttinen kemia”. Toimituksellinen Paraninfo.
• John William Hill ja Doris K Kolb. (1999). ”Kemia uudelle vuosituhannelle”. Meksiko: Prentice Hall.
• Victor Ramirez Regalado. (2015). ”Kemia – Homeland High School -sarja”. Meksiko: Patria-kustannusryhmä.