Elke dag vinden er overal om ons heen chemische reacties plaats. In de loop van een reactie worden substraten getransformeerd en ontstaan er verschillende producten, die vaak totaal verschillende eigenschappen hebben. Chemische reacties kunnen worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria, waaronder de fysieke toestand van de substraten en producten of het energie-effect. Ze zijn echter meestal verdeeld afhankelijk van het type en het aantal componenten dat erbij betrokken is en dienovereenkomstig kunnen we synthese-, ontledings- en verplaatsingsreacties onderscheiden.
Synthesereacties
Een reactie waarbij een enkel product uit meer dan één substraat wordt gevormd, wordt een synthesereactie genoemd. Deze reacties worden ook wel combinatiereacties genoemd. Bij chemische synthese zijn meestal eenvoudige stoffen betrokken die samen een complexer product vormen. Ze worden gebruikt om bepaalde chemische verbindingen te verkrijgen, bijvoorbeeld om waterstofchloride te verkrijgen, waarbij men een synthesereactie moet uitvoeren met behulp van waterstofgas en chloorgas . Voorbeelden van synthesereacties omvatten het oplossen van zure of basische oxiden in water of de synthese van oxiden uit zuurstof en een geschikt element. Polymerisatie- en condensatiereacties zijn specifieke voorbeelden van synthesereacties.
Ontledingsreacties
Bij ontledingsreacties worden chemische stoffen of elementen via de afbraak ervan uit één chemische verbinding verkregen. Daarom worden die reacties ook wel afbraakreacties genoemd. Bij dit type transformatie worden twee of meer producten verkregen uit één enkel substraat. Sommige producten in een ontledingsreactie kunnen een andere fysieke toestand hebben, zoals gasvormig, en de reactieomgeving zeer snel verlaten, wat een waarnemer kan misleiden door te denken dat er slechts één product is gevormd. Voorbeelden van ontledingsreacties zijn de ontleding van magnesiumcarbonaat, calciumcarbonaat of kwikoxide.
Verplaatsingsreacties
Bij verplaatsingsreacties gaan substraten op een zodanige wijze met elkaar in wisselwerking dat dit resulteert in producten met dezelfde kwalitatieve samenstelling, maar met verschillende configuraties van verbindingen tussen de elementen. Er zijn enkelvoudige verplaatsingsreacties, waarbij een complexe substantie en een eenvoudige substantie op elkaar inwerken, er uitwisseling plaatsvindt en twee producten worden gevormd: een nieuwe complexe substantie en een nieuwe eenvoudige substantie. Er zijn ook dubbele verplaatsingsreacties waarbij twee substraten betrokken zijn, die beide complex zijn. Deze reacties resulteren in twee producten, die beide nieuwe complexe stoffen zijn. Voorbeelden van verdringingsreacties zijn processen tussen zouten (bijvoorbeeld de reactie van ijzer(III)chloride met natrium(V)fosfaat), zuren en hydroxiden , dwz klassieke neutralisatiereacties (bijvoorbeeld de reactie van zoutzuur en natriumhydroxide ) of metalen en zuren ( bijvoorbeeld de reactie van zink met zwavelzuur(VI)zuur ).
Redox-reacties
Redoxreacties zijn ook wel bekend als oxidatie-reductiereacties. Oxidatie is een proces waarbij elektronen worden gedoneerd door ionen of atomen. Dit verhoogt de oxidatietoestand van het chemische element. Tijdens reductie accepteren ionen of atomen daarentegen elektronen en neemt hun oxidatietoestand af. Wanneer beide reacties tegelijkertijd plaatsvinden, worden ze redoxreacties genoemd en kort gezegd bestaan ze uit de overdracht van elektronen tussen op elkaar inwerkende moleculen. De stoichiometrische coëfficiënten in dergelijke reacties worden uitgebalanceerd op basis van de bepaalde oxidatietoestanden van individuele ionen en atomen die betrokken zijn bij de redoxreactie. Chemische elementen die als gevolg van een dergelijke reactie oxidatie of reductie ondergaan, vormen paren van geoxideerde en gereduceerde vormen. Met behulp van redoxreacties kan men bijvoorbeeld corrosieprocessen opschrijven die plaatsvinden op het oppervlak van metalen , het oplossen van metalen in zuren of de synthese van verbindingen uit pure elementen.
Andere classificatiecriteria voor chemische reacties
Zoals hierboven vermeld, zijn chemische reacties onderverdeeld in synthese-, ontledings-, verdringings- en redoxreacties. Er zijn ook andere criteria die chemische processen gedetailleerder karakteriseren.
Heterogene en homogene reacties
Bij deze classificatie wordt rekening gehouden met het aantal fasen in het reactiesysteem. Een reactie wordt als homogeen beschouwd als de substraten en producten in dezelfde fase aanwezig zijn, bijvoorbeeld gasvormig of vloeibaar. Heterogene reacties vinden plaats op het grensvlak van verschillende fasen (twee of meer).
Exotherme en endotherme reacties
Een belangrijk aspect van een bepaalde chemische reactie is het energie-effect ervan. Volgens dit criterium kunnen we exotherme en endotherme reacties onderscheiden. In het eerste geval komt er als gevolg van het plaatsvindende proces energie vrij in de vorm van warmte. Voor endotherme reacties geldt het tegenovergestelde: er moet energie aan het systeem worden geleverd voordat een chemische reactie kan plaatsvinden.
Omkeerbare en onomkeerbare reacties
Een chemische reactie is omkeerbaar of onomkeerbaar, afhankelijk van of deze voltooid kan worden. Onomkeerbare reacties zijn reacties waarbij de substraten volledig in producten worden omgezet. Meestal zijn dit precipitatieprocessen of processen die een vluchtig product produceren dat de reactieomgeving verlaat. Bij omkeerbare reacties daarentegen reageren substraten om producten te vormen en vindt tegelijkertijd het tegenovergestelde proces plaats, dat wil zeggen reconstitutie van substraten uit producten. Na een bepaalde tijd bereikt het systeem een chemisch evenwicht.