「化学反応」という言葉を聞くと、おそらく高校の化学の授業 (教室中のビーカー、試験管、化学薬品のボトル) を思い出しますが、私たちは毎日化学反応を経験しています。最も一般的な 6 つのタイプの化学反応と、それらが日常生活のどこで見られるかを見てみましょう。
コンビネーション、別名合成
この反応は最も一般的な反応の 1 つであり、おそらく日常生活で最も頻繁に遭遇する反応です。
とてもシンプルです:A + B → C.
パンとデリ肉がサンドイッチに等しい.お湯とティーバッグがおいしいお茶です。ホワイトビネガーとベーキングソーダは、気の利いた小さな火山に等しい.
化学的なレベルでは、式が多少異なっていても、設計は同じです。ナトリウムの 2 つの原子 — 非常に反応性の高い金属 — と塩素と呼ばれる有毒ガスの 1 つの原子が結合して、塩化ナトリウム (食卓塩とも呼ばれます) が生成されます。これは、おそらく現在キッチンにあるでしょう。
すべての組み合わせがそれほど単純であるとは限らず、常に何かを生み出すとは限らないため、化学物質を混合している場合は、予期しない結果が生じた場合に注意することが不可欠です.
分解
庭に堆肥の山があれば、毎日分解反応が起こっています。分解とは、最も簡単に言えば、物事が崩壊することです。死んだ植物や動物は腐敗します。分子は、特定の状況下では分解することさえあります。
式は組み合わせの反対です:C →A + B.
映画The Martianでのマット・デイモンのキャラクター 彼は、貯蔵されたヒドラジン (ロケット燃料) を分解して水を生成したときに、単純化された分解反応を示しました。彼はヒドラジンを基板に通して、アンモニア、水素ガス、窒素ガスに分離しました。そこから、彼は水素を燃やして水を作り、それをジャガイモの作物の世話に使用しました.
化学反応はそのようには機能しませんが、分解反応の優れた例です。
単一変位
単一置換反応は、分子内の 1 つの原子が別の原子と入れ替わるときに発生します。
式は次のようになります:A + BC → B + AC
この反応では、A が入れ替わり、B だけになってしまいます。これらの反応はレドックス反応の一種でもあり、これについては後で詳しく説明します。
金属を酸に入れると、ほとんどの場合、このタイプの反応が見られます。マグネシウムを塩酸に加えると、塩素原子が逆向きになり、塩化マグネシウムと水素ガスが残ります.水素ガスは非常に可燃性が高く、簡単に発火する可能性があるため、この種の反応は危険な場合があります。
ダブルディスプレイスメント
1回の置換が反応で側面を変える1つの原子である場合、2回の置換はそれをまったく新しいレベルに引き上げます. 2 つの複雑な分子は、それぞれの原子の 1 つを切り替えて、2 つのまったく新しい化合物を作成します。単一置換反応と同様に、これらの反応のほとんどは酸または他の苛性化学物質で発生します。
この式は少し奇妙ですが、基本的には AB + CD → CB + AD に分解されます。
D と B の位置が入れ替わり、2 つの新しい分子が作成されます。二重置換反応には 3 つの異なるタイプがあります:
- 中和 — 両方を中和する酸と塩基との反応。重曹火山は、この種の反応の一例です。
- 沈殿物 — 2 つの異なる化合物が反応して 1 つの固体生成物が生成されます。この新製品は水に溶けません。
- ガス — 新製品の少なくとも 1 つはガスです。硫化ナトリウムと塩酸の混合は、これらの反応の 1 つです。塩化ナトリウムまたは食卓塩と硫化水素ガスが発生します。
燃焼
この種の化学反応は、おそらく最も楽しいものです。物に火をつけます — それ以上に楽しいことはありますか?燃焼反応は、炭素と水素を含む化合物が酸素と反応して、熱、二酸化炭素、水蒸気を生成するときに発生します。
C₆ は₁₂ + 9 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂ 〇
この例では、原油に含まれる分子であるシクロヘキサンを燃焼させると、6 つの二酸化炭素分子と 6 つの水分子が生成されます。
従来のガソリン車を運転する場合、ハンドルを握るたびに燃焼反応を利用します。ガソリン エンジンは燃焼反応に依存して、何千ポンドもの鋼鉄、ガラス、乗客を前進させるのに必要な動力を生成します。マッチを擦ったり、ろうそくに火をつけたりすることは、どちらも燃焼反応の一種です。火や何かが燃えているのを見たときはいつでも、このタイプの反応があります.
レドックス
酸化還元反応は少し奇妙です。原子の酸化状態が変化するこれらの化学反応。酸化還元反応では、電子が 1 つの反応物から別の反応物に移動します。
- 電子が失われると酸化が起こり、酸化状態が増加します
- 還元は、電子を獲得して酸化状態が減少するときに起こります
結合反応と燃焼反応もレドックス反応になり得ます。
酸化鉄を生成するための鉄の酸化であるさびは、酸化還元反応の一例です。燃焼反応も酸化還元反応の一例です — 薪の火の際、木材の炭素は電子を失い、空気中の酸素はいくらかを獲得します.
自分が受けた反応の種類をどのように知ることができますか?
どのような種類の化学反応があるかがわかったところで、さまざまな反応をどのように見分けることができますか?以下に、対処している反応の種類を把握するのに役立ついくつかの簡単な質問を示します。
単純な分子は複雑な分子になりますか? 組み合わせ、または合成、反応があります。
複雑な分子は単純なものになりますか? 結合反応の反対、分解があります。
反応は火を伴いますか、それとも酸素、二酸化炭素、水を含みますか? 燃焼！
2 つのものが反応して異なるものを作成しますか? あなたの手には二重の変位があります。
2 つのものが反応して、1 つの新しいものと 1 つの結合していない要素が作成されますか? 単一置換反応があります。
あなたの反応は酸化を伴いますか? 酸化還元反応です。
化学反応は複雑に見えるかもしれませんが、化学は私たちの日常生活の一部です。化学者としてのキャリアを追求していなくても、いくつかの化学の基礎を知っていると役に立ちます!
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