Ydinreaktio vs. kemiallinen reaktio
Kaikki ympäristössä tapahtuvat muutokset johtuvat joko kemiallisista tai ydinreaktioista. Mitä nämä tarkoittavat ja miten ne eroavat toisistaan, käsitellään jäljempänä.
Kemiallinen reaktio
Kemiallinen reaktio on prosessi, jolla aineryhmä muutetaan toiseksi ainejoukoksi. Reaktion alussa olevat aineet tunnetaan reagoivina aineina ja reaktion jälkeiset aineet tuotteina. Kun yksi tai useampi reaktantti muuttuu tuotteiksi, ne voivat käydä läpi erilaisia muutoksia ja energiamuutoksia. Reagenssien kemialliset sidokset katkeavat, ja uusia sidoksia muodostuu tuotteiden muodostamiseksi, jotka ovat täysin erilaisia reaktanteista. Tällainen kemiallinen modifikaatio tunnetaan kemiallisina reaktioina. Kemialliset reaktiot kuvataan käyttämällä kemiallisia yhtälöitä. Reaktioita hallitsee useita muuttujia. Jotkut näistä tekijöistä ovat reagoivien aineiden, katalyyttien, lämpötilan, liuotinvaikutusten, pH: n ja joskus tuotteen pitoisuudet jne.tutkimalla termodynamiikkaa ja kinetiikkaa voimme tehdä monia johtopäätöksiä reaktiosta ja hallita niitä. Termodynamiikka on energian muunnosten tutkimus. Se koskee vain reaktion energian ja tasapainon asemaa. Sillä ei ole mitään sanottavaa siitä, kuinka nopeasti tasapaino saavutetaan. Tämä kysymys on kinetiikan alueella.
Reaktionopeus on yksinkertaisesti osoitus reaktion nopeudesta. Joten sitä voidaan pitää parametrina, joka määrittää kuinka nopeasti tai kuinka hitaasti reaktio tapahtuu. Luonnollisesti jotkut reaktiot ovat hyvin hitaita, joten emme voi edes nähdä reaktion tapahtumista, ellemme tarkkaile sitä hyvin kauan. Esimerkiksi kiven säänkestäminen kemiallisilla prosesseilla on hidas reaktio, joka tapahtuu vuosien varrella. Sitä vastoin pala kaliumia reagoi veden kanssa hyvin nopeasti; siten tuottaa suuren määrän lämpöä, ja sitä pidetään voimakkaana reaktiona. Harkitse seuraavaa reaktiota, jossa reagenssit A ja B menevät tuotteisiin C ja D.
a A + b B → c C + d D
Reaktionopeus voidaan antaa joko kahdella reagoivalla aineella tai tuotteella.
Nopeus = -1 / a × d [A] / dt = -1 / b × d [B] / dt = 1 / c × d [C] / dt = 1 / d × d [D] / dt
Tässä a, b, c ja d ovat reagoivien aineiden ja tuotteiden stoikiometriset kertoimet. Reagensseille nopeusyhtälö kirjoitetaan miinusmerkillä, koska tuotteet ehtyvät reaktion edetessä. Tuotteiden lisääntyessä tuotteille annetaan kuitenkin positiivisia merkkejä.
Ydinreaktio
Atomin ytimet tai subatomiset hiukkaset osallistuvat ydinreaktioihin. Ydinfissio ja ydinfuusio ovat kaksi pääasiallista ydinreaktiotyyppiä. Ydinreaktioita käytetään pääasiassa energian tuottamiseen, koska se tuottaa energiaa paljon korkeammilla taittumilla kuin kemialliset reaktiot. Fissioreaktiossa suuri, epävakaa ydin jakautuu pienempiin, stabiileihin ytimiin ja prosessin aikana vapautuu energiaa. Fuusioreaktiossa kahden tyyppiset ytimet yhdistetään toisiinsa vapauttaen energiaa.
Mitä eroa on ydinreaktiolla ja kemiallisella reaktiolla?
• Kemiallisissa reaktioissa atomit, ionit, molekyylit tai yhdisteet toimivat reagoivina aineina, kun taas ydinreaktioissa atomien ytimet tai atomiatomien hiukkaset osallistuvat.
• Kemiallisissa reaktioissa muutokset tapahtuvat atomien elektroneissa. Ydinreaktioissa muutoksia tapahtuu pääasiassa atomien ytimessä.
• Ydinreaktioissa mukana oleva energia on paljon suurempi kuin kemiallisissa reaktioissa.
• Kemiallisen reaktion nopeus riippuu tekijöistä, kuten paine ja lämpötila, mutta ydinreaktiot eivät riipu näistä tekijöistä, kuten kemialliset reaktiot.
