Reazione chimica

Una reazione chimica è un processo che porta alla trasformazione chimica di un insieme di sostanze chimiche in un altro. Classicamente, le reazioni chimiche comprendono cambiamenti che coinvolgono solo le posizioni degli elettroni nella formazione e nella rottura di legami chimici tra gli atomi, senza cambiamenti ai nuclei (nessun cambiamento agli elementi presenti), e possono spesso essere descritte da un’equazione chimica. La chimica nucleare è una sottodisciplina della chimica che riguarda le reazioni chimiche di elementi instabili e radioattivi in cui possono verificarsi cambiamenti sia elettronici che nucleari.

La sostanza (o le sostanze) inizialmente coinvolte in una reazione chimica sono chiamate reagenti o reattanti. Le reazioni chimiche sono solitamente caratterizzate da un cambiamento chimico e danno origine a uno o più prodotti, che di solito hanno proprietà diverse dai reagenti. Le reazioni sono spesso costituite da una sequenza di singole sottofasi, le cosiddette reazioni elementari, e le informazioni sul preciso svolgimento dell’azione fanno parte del meccanismo di reazione. Le reazioni chimiche sono descritte con equazioni chimiche, che presentano simbolicamente i componenti di partenza, i prodotti finali e talvolta i prodotti intermedi e le condizioni di reazione.

Le reazioni chimiche avvengono a una velocità di reazione caratteristica a una data temperatura e concentrazione chimica. In genere, la velocità di reazione aumenta con l’aumentare della temperatura perché è disponibile una maggiore energia termica per raggiungere l’energia di attivazione necessaria per rompere i legami tra gli atomi. Le reazioni possono procedere in una direzione o in direzione inversa fino al completamento o al raggiungimento dell’equilibrio. Le reazioni che procedono “in avanti” per avvicinarsi all’equilibrio sono spesso descritte come spontanee e riducono l’energia libera se avvengono a temperatura e pressione costanti. Le reazioni non spontanee richiedono l’immissione di energia per andare avanti (esempi sono la carica di una batteria azionata da una fonte di energia elettrica esterna o la fotosintesi azionata dall’assorbimento di radiazioni elettromagnetiche, di solito sotto forma di luce solare).

Una reazione può essere classificata come redox, in cui si verificano ossidazione e riduzione, o non redox, in cui non si verificano ossidazione e riduzione. La maggior parte delle reazioni redox semplici possono essere classificate come reazioni di combinazione, decomposizione o spostamento singolo.

Durante la sintesi chimica vengono utilizzate diverse reazioni chimiche per ottenere il prodotto desiderato. In biochimica, una serie consecutiva di reazioni chimiche (in cui il prodotto di una reazione è il reagente della reazione successiva) forma le vie metaboliche. Queste reazioni sono spesso catalizzate da enzimi proteici. Gli enzimi aumentano la velocità delle reazioni biochimiche, in modo che sintesi e decomposizioni metaboliche impossibili in condizioni ordinarie possano avvenire alla temperatura e alle concentrazioni presenti in una cellula.

Il concetto generale di reazione chimica è stato esteso alle reazioni tra entità più piccole degli atomi, comprese le reazioni nucleari, i decadimenti radioattivi e le reazioni tra particelle elementari, come descritto dalla teoria quantistica dei campi.

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