Chemické reakce a rovnováhy
Přihlásit se
Chemické reakce a rovnováhy (1/6) · 9:13

Úvod do chemických reakcí Co jsou to chemické reakce? A čím se liší vratné a nevratné reakce?

Navazuje na Chemickou vazbu.
Pojďme si něco říci o chemických reakcích. Chemické reakce jsou velmi důležité. Bez nich bychom neexistovali. Ve vašem těle právě teď probíhá nepočitatelné množství chemických reakcí každou sekundu. Bez nich by neexistoval život, ani by neexistoval vesmír, tak jak ho dnes známe. Takže co jsou chemické reakce? Dějí se, když se vazby tvoří nebo zanikají mezi atomy a molekulami. Takže o čem se tady bavíme? Tohle je možná jedna z nejzásadnějších chemických reakcí. Kdyby nefungovala, byl by to malér. Neměli bychom žádnou vodu. Ale pojďme si říct, co to ve skutečnosti popisuje. Takže tady na levé straně máme reaktanty. Jenom to napíšu. Takže tady máme reaktanty. To jsou molekuly, které vstupují do reakce. Následuje šipka, která nás posouvá k produktu. Napíšu to v jiné barvě. Takže máme šipku směřující k produktu, nebo můžeme říct produktům. A co jsou tady tedy reaktanty? Máme tady molekulu vodíku a máme molekulu kyslíku. Proč říkám molekulu vodíku? Protože molekula vodíku, což je stav, ve kterém byste vodík našli, pokud byste ho nechali jen tak, je tvořen dvěma atomy vodíku. Vidíte to přímo tady, jeden, dva vodíkové atomy. Aby tato reakce proběhla, nepotřebujete jenom jednu molekulu vodíku a jednu, nebo jednu molekulu vodíku a jednu molekulu kyslíku. Aby tato reakce proběhla, musíte mít dvě molekuly vodíku. Takže se ve skutečnosti skládá ze čtyř atomů vodíku. Abych to uvedl na pravou míru. Přímo tady jsou dvě molekuly vodíku. Proto máme dvojku přímo před H (dolní index) 2 Tento dolní index nám říká, že se zde nachází dva atomy v této molekule. A tato velká bílá dvojka, která je přímo tady, nám říká, že zde máme dvě tyto molekuly, aby tato reakce proběhla, že potřebujeme dvě tyto molekuly na každou jednu molekulu kyslíku. A molekula kyslíku se skládá z dvou atomů kyslíku. Jeden, druhý. Za správných podmínek potřebujete trochu energie, aby se reakce uskutečnila. Za správných podmínek budou reagovat. Vlastně jsou velmi, velmi reaktivní, molekula vodíku a molekula kyslíku. Dokonce tolik, že se používá při pohonu raket. Produkty budou dvě molekuly vody. Můžeme to vidět přímo tady. A podívejte, nevytvořil jsem, ani nezničil žádné atomy. Měl jsem jeden tady jeden atom kyslíku. Byl součástí molekuly kyslíku. Druhý atom jsem měl tady. Teď jsou součástí jiných molekul. Měl jsem jeden, dva, tři, čtyři atomy vodíku. Teď mám jeden, dva, tři, čtyři atomy vodíku. Na počátek reakce potřebujeme trochu energie. Neříkám to přesně. A tady napravo se hodně energie uvolní. Hodně energie. Téhle reakci stačí dodat menší nakopnutí a stane se. Hodně, hodně energie. Můžete si klást jednu otázku a já si ji kladl také, když jsem se to učil. Jak se tohle vlastně stane? Je to organizované? Vědí tyhle molekuly, která s kterou má reagovat? A odpověď zní ne. Chemie je velmi nepořádná. Tyhle věci poskakují okolo, mají energii. Poskakují všude okolo, a když jim poskytnete energii, budou poskakovat ještě více, dostatečně na to, aby se spolu správně srazily a přerušily svoje staré vazby a utvořily vazby nové. Takže když uvidíte tyto reakce v hodině biologie nebo chemie, mějte na paměti, že I když to vypadá uspořádaně, ve skutečnosti všechny tyhle molekuly jenom poskakují všemi směry. Proto je energie tolik důležitá. Protože čím víc dodáte energie, tím více budou poskakovat, tím více na sebe budou působit. Čím více reaktantů, tím vyšší je šance, že spolu budou reagovat. Teď vám ukážu další slovo, které v chemii často uslyšíte. Tahle voda, tyhle dvě… Vidíme, že máme dvě molekuly vody. Říkáme jim molekuly, ale protože jsou složené z dvou nebo více prvků, říkáme jim také sloučeniny. Takže voda, voda je… Můžete říct molekula, ale také sloučenina. Takže je to molekula nebo sloučenina, kdežto tuto molekula vodíku není sloučenina. A molekulu kyslíku, samozřejmě je to molekula, ale není to sloučenina. A jenom abyste ocenili, kolik tohle vyprodukuje energie, ukážu vám tento obrázek. Tohle je raketoplán a tahle velká nádrž... Tahle nádrž obsahuje spoustu tekutého kyslíku a vodíku. A k vytvoření této ohromné spousty energie je potřeba je jen smíchat a vytvoříte spoustu energie, která pro ten raketoplán… No, raketoplány už se nepoužívají, ale tohle tehdy používali, aby dosáhl potřebné rychlosti. Teď si o tom promluvme. Takže víte, že tato reakce směřuje k vytvoření vody. Ale může jít také opačným směrem, ale je velmi těžké jít na druhou stranu. Takže bychom považovali tuto reakci jako nevratnou. Nevratná zní, jakoby nemohla jít na druhou stranu. Ale pouze to znamená, že je to nepravděpodobné. Museli byste dodat hodně energie. Aby tato reakce šla v opačném směru, museli byste udělat něco zvané elektrolýza, dodat energii a tak dále. Ale obecně je toto psáno tak, že šipka ukazuje pouze jedním směrem, což poukazuje na to, že je nevratná. Nevratná. Možná se ptáte, a co ty vratné (reverzibilní) reakce? Mám příklad vratné reakce přímo tady. Mám tu jeden hydrogenuhličitanový ion. Slovo ion se používá, pokud má nějaká molekula nebo atom nerovnováhu elektronů a protonů, a má tedy nenulový celkový náboj. Takže tohle je iont, a přímo tady, tohle je vodíkový iont. Oba jsou nabité. Jeden má kladný náboj, druhý má záporný náboj. Ale oba jsou to ionty. A tato reakce… Máte hydrogenuhličitan, který vypadá nějak takto. Tohle je jenom můj náčrtek. A ten reaguje s vodíkovým iontem. Je to vlastně atom vodíku, který ztratil svůj elektron, takže někdo by řekl, že je to proton. Tohle je rovnovážná reakce, a může vzniknout kyselina uhličitá. A všimněte si, že vše co se děje je, že tento vodík se naváže k jednomu kyslíku. A toto je rovnovážná reakce, protože ve skutečném roztoku neustále přechází tam a zpátky. Pokud byste poskytli více reaktantů, šla by více tímto směrem. Pokud byste poskytli více produktů, šla by více tímto směrem. A proto ve skutečném prostředí, ve skutečném systému, neustále přechází tam a zpátky mezi těmato dvěma. A různé vratné reakce mohou jít jedním směrem více. Pokud poskytnete více látek na jedné straně, možná půjde více na druhou stranu, protože budou schopné lépe reagovat. Nebo pokud tady bude více, možná to půjde druhým směrem, protože jsou více schopné reagovat s jejich prostředím nebo nějak disociovat. Abyste si nemysleli, že jsem sem načmáral náhodnou reakci. Kyselina uhličitá je ve skutečnosti velmi důležitá molekula. Můžeme také říci sloučenina, protože ji tvoří dva nebo více prvků, Je důležitá v živém organismu a i v životním prostředí. Nebo i když jdete jenom ven do nějakého fast foodu. Pokud máte sycené nápoje, mají v sobě kyselinu uhličitou, která disociuje na oxid uhličitý a tento oxid uhličitý jsou právě ty bublinky. Kyselina uhličitá je velmi důležitá v našem těle při řešení nadbytku oxidu uhličitého v naší krvi. Kyselina uhličitá je i v oceánech, bere oxid uhličitý z atmosféry. Takže když studujete chemii, obzvlášť ve spojení s biologií, nejsou to jenom zajímavé věci, které se zdají velmi akademické. Ovlivňují vaše životy a vaše těla, a přírodu okolo vás.
video