Co je chemická rovnováha?

Chemická rovnováha označuje stabilní poměr mezi reaktanty a produkty v reverzibilní chemické reakci. V reverzibilní reakci se reaktanty úplně netransformují na produkty; spíše když pomalu dosáhnou chemické rovnováhy, přestanou reagovat. Rychlost reakce je ovlivněna mnoha faktory, včetně teploty, fáze hmoty a přítomnosti katalyzátoru. Mnoho reakcí vyžaduje počáteční vstup energie, aby mohla začít reagovat.

Podstatnější je, že chemická reakce je vytvoření nebo rozbití chemických vazeb. Chemická vazba vzniká, když elektromagnetické síly mezi atomy nebo molekulami způsobují přitažlivost mezi nimi. Iontová vazba je, když dva ionty - opačně nabité atomy - přímo přitahují jeden druhého. Kovalentní vazba zahrnuje sdílení párů elektronů mezi atomy. Tyto chemické vazby vytvářejí nové látky s vlastními chemickými vlastnostmi.

Koncept chemické rovnováhy souvisí s myšlenkou reverzibilní reakce. Ve skutečnosti jsou všechny chemické reakce do jisté míry reverzibilní, takže neexistuje žádný zásadní rozdíl mezi reaktanty a produkty. Některé reakce však mají nezanedbatelnou míru reverzibility - v těchto reakcích je důležitá chemická rovnováha. Když je ve vědecké notaci zdůrazněna reverzibilita, původní šipka mezi reaktanty a produkty je nahrazena dvojicí zahnutých šípů. To ukazuje, že k reakci dochází v obou směrech.

Rychlost, při které je dosaženo chemické rovnováhy, se může výrazně lišit. Některé reakce jsou kompletní po méně než vteřině, zatímco jiné trvají mnoho let. Ačkoli neexistuje jediná metoda předpovídání rychlosti reakce, je známo, že mnoho faktorů má důležité role.

Jedním takovým faktorem je teplota. Vyšší teploty umožňují vstup více energie do systému, což obvykle vede k rychlejším reakcím. Fáze hmoty - pevná látka, kapalina nebo plyn - může také ovlivnit, jak rychle látky dosáhnou chemické rovnováhy. Konečně, přítomnost katalyzátoru může výrazně urychlit reakci. Enzym je typ katalyzátoru důležitého pro regulaci metabolismu živých věcí.

K některým reakcím nedochází, i když nejsou v chemické rovnováze. Je to proto, že mnoho reakcí vyžaduje aktivační energii. Například kapalný vodík a kyslík mohou zůstat ve fyzickém kontaktu bez reakce. Malé množství energie však může způsobit, že reaktanty v podstatě explodují a uvolní velké množství energie. Stejný jev je patrný i při spalování dřeva - i když dřevo může při spálení uvolnit hodně energie, k zahájení procesu je však vždy zapotřebí počáteční jiskra nebo plamen.