Chemische reactie

Een chemische reactie is een proces uit de scheikunde. Bij zo'n reactie worden chemische verbindingen (moleculen) omgezet in andere verbindingen. De oude verbindingen worden opgebroken en de atomen hechten zich op een andere manier aan elkaar vast. Hierdoor ontstaan weer nieuwe verbindingen, oftewel nieuwe stoffen. Er zijn verschillende chemische reacties.

Verloop

Iedere chemische reactie is anders, maar vaak kan het worden weergegeven aan de hand van drie stappen:

• Beginstoffen of reagentia: Dit zijn de stoffen die je hebt vóór de chemische reactie. Zij zijn betrokken bij de chemische reactie.
• Reactie: Dit is de chemische reactie zelf.
• Reactieproducten: Dit is het resultaat van de chemische reactie. Het dus de stoffen aan het einde van de chemische reactie.

Bij een chemische reactie worden de structuren van de beginstoffen (oftewel de moleculen) afgebroken en omgezet in nieuwe stoffen (de reactieproducten). De reactieproducten zijn totaal andere stoffen dan de beginstoffen. Ze hebben andere eigenschappen en andere moleculen.

De chemische reactie duurt ook bepaalde tijd om van de beginstoffen de reactieproducten te maken. Dit wordt de reactietijd genoemd. Deze reactietijd hangt van de volgende zaken:

• De aard van de beginstoffen; de reactietijd van bepaalde beginstoffen is korter dan voor andere.
• De temperatuur; meestal versnelt een hogere temperatuur de reactietijd.
• De concentratie; oftewel de sterkte of hoeveelheid van een stof. Hoe hoger de concentratie, hoe sneller de reactietijd.

Daarnaast bestaan er nog katalysatoren. Dit zijn stoffen die de chemische reactie beïnvloeden, maar niet zelf gebruikt worden of veranderen.

Wet van behoud van massa

Zie Wet van behoud van massa voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Een voorbeeld van een chemische reactie is de verbranding van methaan. De beginstoffen zijn methaan (CH₄) en zuurstof (O₂) en de eindproducten zijn koolstofdioxide (CO₂) en water (H₂O). De verhouding wordt ook zichtbaar. Voor de verbranding van ieder methaan-molecuul zijn twee zuurstof-moleculen nodig. Bij ieder koolstofdioxide-molecuul ontstaan twee water-moleculen.

Bij een chemische reactie komt ook de wet van behoud van massa kijken. Deze wet werd opgesteld door Antoine Lavoisier. Volgens Lavoisier is de massa van de beginstoffen gelijk aan die van de reactieproducten. Dit betekent dat zijn een chemische reactie geen massa verloren gaat. Tijdens de chemische reactie worden dus geen atomen vernietigd of gecreëerd.

Toch kan het in de praktijk voorkomen dat de beginstoffen een ander gewicht hebben dan de eindproducten. Hiervoor bestaan twee mogelijkheden:

• Wanneer de eindproducten lichter zijn, betekent dit dat er energie uit de beginstoffen ontsnapt is tijdens de chemische reactie. Deze energie kan bijvoorbeeld als geluid of licht ontsnappen. Hoewel de energie zelf niet verloren gaat, verdwijnt deze wel uit de beginstoffen en komt niet in de eindproducten terug. In de scheikunde wordt dit een exotherme reactie genoemd.
• Wanneer de eindproducten zwaarder, betekent dit dat er energie tijdens de reactie in toegevoegd. Dit is dus precies het tegenovergestelde. In de scheikunde wordt dit een endotherme reactie genoemd.

Desondanks klopt de wet van behoud van massa nog steeds, aangezien het verschil in gewicht als eindproduct of beginstof wordt meegerekend. Met de wet van behoud van massa kunnen ook de verhoudingen van de nieuwe stoffen berekend worden.