Kemiske reaktioner

Fysisk eller kemisk ændring?

Når is smelter, er der stadig vand. Når træ brænder, er der bagefter aske, røg og varme, og træet er væk. Det er forskellen:

• Fysisk ændring: stoffet er det samme bagefter. Kun form, tilstand eller størrelse ændres. Fx at smelte, fryse, fordampe, knuse, opløse sukker i te.
• Kemisk ændring (kemisk reaktion): der dannes nye stoffer med nye egenskaber. Fx at brænde træ, at rust dannes, at mad rådner, at bage en kage.

Tegn på en kemisk reaktion er, at der kommer gasbobler, farveændring, lugt, varme eller lys, eller et bundfald. Men husk: tegnene fortæller kun, at det kan være en kemisk reaktion. Det afgørende er, om der er dannet nye stoffer.

Reaktanter og produkter

I en kemisk reaktion bliver nogle stoffer til andre. De stoffer, du starter med, kaldes reaktanter. De nye stoffer, der dannes, kaldes produkter. Man skriver det med en pil:

Reaktanterne står til venstre for pilen, produkterne til højre. Pilen læses "bliver til". En sådan opskrift kaldes et reaktionsskema.

Massen bevares

I en kemisk reaktion forsvinder atomer ikke, og der kommer ikke nye til. De bliver bare lagt sammen på en ny måde. Derfor er den samlede masse før = den samlede masse efter. Det kaldes massebevarelse.

Hvorfor vejer asken så mindre end brændet? Fordi nogle af produkterne, kuldioxid og vanddamp, er gasser og forsvinder op i luften. Hvis du vejer alt, også gasserne, er massen den samme.

At afstemme et reaktionsskema

H₂ + O₂ → H₂O går ikke op: til venstre er der 2 O-atomer, til højre 1. Vi skal afstemme det ved at sætte koefficienter (tal foran) på. Det lille 2-tal i H₂O (indekset) må vi ikke pille ved, for så er det et andet stof.

Tjek til sidst: H 4 = 4 og O 2 = 2. Flere eksempler: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O og 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. Hvis der ikke står noget tal, er koefficienten 1.

Forbrænding

Forbrænding er en kemisk reaktion mellem et brændbart stof og ilt, hvor der afgives energi som varme og lys. For at noget kan brænde, skal der være tre ting: brændbart stof, ilt og en høj nok temperatur. Fjerner du én, går ilden ud.

Når kulstof og brint fra fx træ, benzin eller gas brænder med rigeligt ilt, dannes kuldioxid (CO₂) og vand (H₂O). Eksempel: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Er der for lidt ilt, brænder det ufuldstændigt, og der dannes bl.a. kulilte (CO) og sod. Kulilte er giftig og har ingen lugt. Luft indeholder ca. 21 % ilt.

Iltning og rust

Når et stof reagerer med ilt, kalder man det en iltning (oxidation). Forbrænding er en hurtig iltning. Rust er en langsom iltning af jern: jern + ilt (og vand) → jernoxid. Det kan forenklet skrives 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃.

• Jern rustner kun, når der er både ilt og vand. Salt (fx vintersalt) får det til at gå hurtigere.
• Man kan beskytte jern med maling, olie eller et lag zink.
• Rust er et nyt stof og fylder mere end jernet. Det skaller af og er ikke stærkt.

Exoterm og endoterm

• Exoterm reaktion: afgiver energi til omgivelserne, så det bliver varmere. Fx forbrænding og rust (langsomt) og en håndvarmer.
• Endoterm reaktion: optager energi fra omgivelserne, så det bliver koldere. Fx fotosyntese, der tager energi fra sollyset.

Exoterm: energi ud. Endoterm: energi ind. Huskeregel: ex = ud, endo = ind.

De klassiske fælder

• Ændre de små tal. Du må kun sætte tal foran, aldrig ændre H₂O til H₂O₂.
• "Brændt træ forsvinder." Atomerne er der stadig, men som gasser i luften.
• Opløsning er en kemisk reaktion. Nej. Sukker i te er en fysisk ændring. Du kan inddampe og få sukker igen.
• Smeltning er kemisk. Nej, is bliver stadig til vand.
• Rust uden vand. Jern i tør luft rustner meget langsomt. Der skal både ilt og vand til.

Huskeliste

• Fysisk: samme stof. Kemisk: nye stoffer.
• Reaktanter → produkter. Massen bevares.
• Afstem med koefficienter (tal foran). Aldrig med indeks (små tal).
• Forbrænding: brændstof + ilt → CO₂ + H₂O + energi. Brandtrekant: stof, ilt, temperatur.
• Rust: jern + ilt + vand. Exoterm: energi ud. Endoterm: energi ind.

Vælg niveau

Fem rigtige i træk, så er niveauet klaret.