Kas ir ķīmiskās reakcijas?

Ķīmiskās reakcijas var iedalīt vairākās kategorijās. Visvienkāršākā, iespējams, ir sintēze, kur divas vai vairākas molekulas vai atomi apvienojas jaunā molekulā. Piemēram, dzelzs un skābeklis veido dzelzs oksīdu vai rūsu. Sintēzes pretstats ir analīze vai ķīmiskā sadalīšanās, kad molekula sadalās savās sastāvdaļās. Tas notiek, kad ūdens elektrolīze rada skābekli un ūdeņraža gāzi. Aizvietošana, cita veida ķīmiskās reakcijas, notiek, kad reaktīvāks atoms vai molekula izgrūž citas molekulas daļu un ieņem tās vietu. Tas notiek ikreiz, kad skābe ieēd metālu. Un visbeidzot, notiek sadegšana, kas notiek, kad kaut kas, piemēram, koks, tiek oksidēts un tiek sadedzināts.

Iespējamo ķīmisko reakciju skaits dabā ir ārkārtīgi milzīgs. To ir vairāk nekā miljardi – tā kā ļoti lielās molekulās ir tik daudz sastāvdaļu, iespējamo reakciju skaits ir milzīgs. Tas jo īpaši attiecas uz organisko ķīmiju, kur miljonu atomu molekulas ir norma. Dzīve ir iespējama, pateicoties milzīgajam iespējamo ķīmisko konfigurāciju daudzumam, ko var sasniegt ar organiskām molekulām.

Organiskajās vielās, īpaši, īpašas molekulas, ko sauc par fermentiem, spēj paātrināt ķīmiskās reakcijas, pašas neveicot nekādas ķīmiskas izmaiņas. Vēl viens vārds tam ir katalizators. Bez katalītiskajiem enzīmiem ikdienas daudzo reakciju kaskāde, kas veido dzīvi, aizņemtu pārāk ilgu laiku, lai tā būtu praktiska. Automašīnās katalītiskie neitralizatori apstrādā izplūdes gāzes no dzinēja, lai padarītu tās daudz mazāk toksiskas, nekā tas būtu citādi. Ļoti svarīgs ķīmiķu uzdevums ir rūpīgi izprast katalizatorus.

Nav iespējams novērtēt par zemu ķīmisko reakciju nozīmi pasaulē, kurā mēs dzīvojam. Daudzi zinātnes sasniegumi notiek, kad mēs kaut nedaudz vairāk saprotam ķīmiju. Iespējams, viens no svarīgākajiem cilvēka civilizācijai ir Hābera-Boša process – ķīmiska reakcija, kurā slāpeklis no atmosfēras tiek saspiests un apvienots ar citām ķīmiskām vielām pārkarsētā vidē, lai radītu mākslīgo mēslojumu. Bez tā mēs nevarētu izaudzēt visus augus, ko izmantojam, lai sevi barotu, un pasaules iedzīvotāju skaits būtu daudz mazāks un izsalkuši.