Varje dag sker kemiska reaktioner runt omkring oss. Under en reaktion omvandlas substrat och olika produkter bildas, ofta med helt olika egenskaper. Kemiska reaktioner kan klassificeras enligt olika kriterier, inklusive substratens och produkternas fysiska tillstånd eller energieffekten. Men de är oftast uppdelade beroende på typen och antalet komponenter som är inblandade i dem och följaktligen kan vi särskilja syntes, sönderdelning och förskjutningsreaktioner.
Syntesreaktioner
En reaktion där en enda produkt bildas från mer än ett substrat kallas en syntesreaktion. Dessa reaktioner kallas även kombinationsreaktioner. Kemisk syntes innebär vanligtvis att enkla ämnen kombineras för att bilda en mer komplex produkt. De används för att erhålla vissa kemiska föreningar, t.ex. för att erhålla väteklorid måste man utföra en syntesreaktion med vätgas och klorgas . Exempel på syntesreaktioner inkluderar upplösningen av sura eller basiska oxider i vatten eller syntesen av oxider från syre och ett lämpligt grundämne. Polymerisations- och kondensationsreaktioner är specifika exempel på syntesreaktioner.
Nedbrytningsreaktioner
I nedbrytningsreaktioner erhålls kemiska ämnen eller grundämnen från en kemisk förening via dess nedbrytning. Det är därför som dessa reaktioner också kallas nedbrytningsreaktioner. Vid denna typ av transformation erhålls två eller flera produkter från ett enda substrat. Vissa av produkterna i en nedbrytningsreaktion kan ha ett annat fysiskt tillstånd, såsom gasformigt, och lämna reaktionsmiljön mycket snabbt, vilket kan vilseleda en observatör att tro att endast en produkt bildades. Exempel på nedbrytningsreaktioner är nedbrytning av magnesiumkarbonat, kalciumkarbonat eller kvicksilveroxid.
Förskjutningsreaktioner
Förskjutningsreaktioner involverar substrat som interagerar med varandra på ett sådant sätt att det resulterar i produkter som har samma kvalitativa sammansättning men olika konfigurationer av kopplingar mellan elementen. Det finns enstaka förskjutningsreaktioner, där ett komplext ämne och ett enkelt ämne interagerar, sker ett utbyte och två produkter bildas – en ny komplex substans och en ny enkel substans. Det finns också dubbla förskjutningsreaktioner som involverar två substrat, båda komplexa. Dessa reaktioner resulterar i två produkter, som båda är nya komplexa ämnen. Exempel på undanträngningsreaktioner inkluderar processer mellan salter (t.ex. reaktionen av järn(III)klorid med natrium(V)fosfat), syror och hydroxider , dvs klassiska neutralisationsreaktioner (t.ex. reaktionen av saltsyra och natriumhydroxid ) eller metaller och syror ( t.ex. reaktionen av zink med svavelsyra(VI)syra) .
Redoxreaktioner
Redoxreaktioner är annars kända som oxidations-reduktionsreaktioner. Oxidation är en process under vilken elektroner doneras av joner eller atomer. Detta ökar det kemiska elementets oxidationstillstånd. Däremot, under reduktion, accepterar joner eller atomer elektroner och deras oxidationstillstånd minskar. När båda dessa reaktioner sker samtidigt kallas de redoxreaktioner och sammanfattningsvis består de av överföring av elektroner mellan interagerande molekyler. De stökiometriska koefficienterna i sådana reaktioner är balanserade baserat på de bestämda oxidationstillstånden för individuella joner och atomer involverade i redoxreaktionen. Kemiska grundämnen som genomgår oxidation eller reduktion som ett resultat av en sådan reaktion, bildar par av oxiderade och reducerade former. Med hjälp av redoxreaktioner kan man skriva ner till exempel korrosionsprocesser som sker på ytan av metaller , upplösning av metaller i syror eller syntes av föreningar från rena grundämnen.
Andra klassificeringskriterier för kemiska reaktioner
Som nämnts ovan är kemiska reaktioner uppdelade i syntes, sönderdelning, undanträngning och redoxreaktioner. Det finns även andra kriterier som kännetecknar kemiska processer mer i detalj.
Heterogena och homogena reaktioner
Denna klassificering tar hänsyn till antalet faser i reaktionssystemet. En reaktion anses vara homogen när substraten och produkterna är närvarande i samma fas, t.ex. gasformiga eller flytande. Heterogena reaktioner äger rum i gränsytan mellan olika faser (två eller flera).
Exotermiska och endotermiska reaktioner
En viktig aspekt av en given kemisk reaktion är dess energieffekt. Enligt detta kriterium kan vi särskilja exoterma och endotermiska reaktioner . När det gäller den förra frigörs energi i form av värme som ett resultat av att processen äger rum. För endotermiska reaktioner är det tvärtom – energi måste tillföras systemet för att en kemisk reaktion ska äga rum.
Reversibla och irreversibla reaktioner
En kemisk reaktion är reversibel eller irreversibel beroende på om den kan fullbordas. Irreversibla reaktioner är sådana där substraten helt omvandlas till produkter. Vanligtvis är dessa utfällningsprocesser eller processer som producerar en flyktig produkt som lämnar reaktionsmiljön. I reversibla reaktioner reagerar å andra sidan substrat för att bilda produkter och den motsatta processen, dvs rekonstituering av substrat från produkter, sker samtidigt. Efter en viss tid når systemet kemisk jämvikt.