Reakcja jądrowa a reakcja chemiczna
Wszystkie zmiany zachodzące w środowisku spowodowane są reakcjami chemicznymi lub jądrowymi. Co to oznacza i czym się od siebie różnią, omówiono poniżej.
Reakcja chemiczna
Reakcja chemiczna to proces przekształcania zestawu substancji w inny zestaw substancji. Substancje na początku reakcji są znane jako reagenty, a substancje po reakcji nazywane są produktami. Kiedy jeden lub więcej reagentów przekształca się w produkty, mogą one podlegać różnym modyfikacjom i zmianom energii. Wiązania chemiczne w reagentach pękają i tworzą się nowe wiązania, aby wytworzyć produkty, które są całkowicie różne od reagentów. Ten rodzaj modyfikacji chemicznej nazywamy reakcjami chemicznymi. Reakcje chemiczne opisano za pomocą równań chemicznych. Istnieje wiele zmiennych sterujących reakcjami. Niektóre z tych czynników to stężenia reagentów, katalizatorów, temperatura, wpływ rozpuszczalnika, pH, a czasami stężenia produktu itp. Główniestudiując termodynamikę i kinetykę, możemy wyciągnąć wiele wniosków na temat reakcji i kontrolować je. Termodynamika to nauka o przemianach energii. Dotyczy tylko energii i położenia równowagi w reakcji. Nie ma nic do powiedzenia na temat tego, jak szybko osiąga się równowagę. To pytanie należy do dziedziny kinetyki.
Szybkość reakcji jest po prostu wskaźnikiem szybkości reakcji. Można więc traktować to jako parametr, który określa, jak szybko lub jak wolno zachodzi reakcja. Oczywiście niektóre reakcje są bardzo powolne, więc nie możemy nawet zobaczyć reakcji, która ma miejsce, chyba że obserwujemy ją przez bardzo długi czas. Na przykład wietrzenie skał w wyniku procesów chemicznych jest powolną reakcją, która zachodzi przez lata. Natomiast reakcja kawałka potasu z wodą jest bardzo szybka; w ten sposób wytwarza dużą ilość ciepła i jest uważane za energiczną reakcję. Rozważ następującą reakcję, w której reagenty A i B przechodzą do produktów C i D.
a A + b B → c C + d D.
Szybkość reakcji można podać w odniesieniu do dwóch reagentów lub produktów.
Stawka = -1 / a × d [A] / dt = -1 / b × d [B] / dt = 1 / c × d [C] / dt = 1 / d × d [D] / dt
Tutaj a, b, c i d są współczynnikami stechiometrycznymi reagentów i produktów. W przypadku reagentów równanie szybkości jest zapisywane ze znakiem minus, ponieważ produkty wyczerpują się w miarę postępu reakcji. Jednak wraz ze wzrostem liczby produktów otrzymują pozytywne znaki.
Reakcja nuklearna
Jądra atomu lub cząstek subatomowych biorą udział w reakcjach jądrowych. Rozszczepienie jądrowe i synteza jądrowa to dwa główne typy reakcji jądrowych. Reakcje jądrowe są głównie wykorzystywane do generowania energii, ponieważ wytwarzają energię w znacznie większym stopniu niż reakcje chemiczne. W reakcji rozszczepienia duże, niestabilne jądro jest rozszczepiane na mniejsze stabilne jądro, w wyniku czego uwalniana jest energia. W reakcji fuzji dwa rodzaje jąder łączą się ze sobą, uwalniając energię.
Jaka jest różnica między reakcją jądrową a reakcją chemiczną?
• W reakcjach chemicznych atomy, jony, cząsteczki lub związki działają jako reagenty, podczas gdy w reakcjach jądrowych uczestniczą jądra atomów lub cząstki subatomowe.
• W reakcjach chemicznych zachodzą zmiany w elektronach atomów. W reakcjach jądrowych zmiany zachodzą głównie w jądrze atomów.
• Energia zaangażowana w reakcje jądrowe jest znacznie wyższa niż w reakcjach chemicznych.
• Szybkość reakcji chemicznej zależy od czynników takich jak ciśnienie i temperatura, ale reakcje jądrowe nie są zależne od tych czynników, tak jak reakcje chemiczne.
