ปฏิกิริยาเคมีที่พบในชีวิตประจำวัน

ปฏิกิริยาเคมี (Chemical reaction) กระบวนการที่เกิดจากการที่สารเคมีเกิดการเปลี่ยนแปลงแล้วส่งผลให้เกิดสารใหม่ขึ้นมาซึ่งมีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม การเกิดปฏิกิริยาเคมีจำเป็นต้องมีสารเคมีตั้งต้น 2 ตัวขึ้นไป (เรียกสารตั้งต้นเหล่านี้ว่า "สารตั้งต้น" หรือ reactant)ทำปฏิกิริยาต่อกันและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางเคมี ซึ่งก่อตัวขึ้น มาเป็นสารใหม่ที่เรียกว่า "ผลิตภัณฑ์" (product) ซึ่งสารผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติทางเคมีที่เปลี่ยนไปจากเดิม

ดังนี้ แสดงการเปลี่ยนแปลง ไปข้างหน้า แสดงการเปลี่ยนแปลง ย้อนกลับ หลักการเขียนสมการเคมี เขียนสูตรหรือสัญลักษณ์ : แทนสารตั้งต้น (reactant) ไว้ทางซ้ายมือ ถ้ามากกว่า 1 ชนิดให้ใช้เครื่องหมาย + ระหว่างสาร (เพื่อแสดงว่าสารนั้นทำปฏิกิริยากัน) แล้วเขียน แสดง การเปลี่ยนแปลง เขียนสูตรหรือสัญลักษณ์แทนผลิตภัณฑ์ (product) ไว้ทางขวามือ หมายเหตุ : ลูกศร ( ) เขียนต่อจากสูตรสารตั้งต้น แสดงถึงการเปลี่ยนแปลง 2 ลักษณะ ดังนี้ แสดงการเปลี่ยนแปลง ไปข้างหน้า แสดงการเปลี่ยนแปลง ย้อนกลับ สูตรเคมี คือ กลุ่มของสัญลักษณ์ที่แสดงธาตุองค์ประกอบของสารในโมเลกุล

ระบุสถานะของสารไว้ในวงเล็บหลังสูตร โดยใช้สัญลักษณ์ดังนี้ (s) = ของแข็ง (solid) (l) = ของเหลว (liquid) (g) = แก๊ส (gas) (aq) = สารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย (aqueous solution)

ปฏิกิริยาเคมีแบ่งออกได้ 5 ชนิด ปฏิกิริยาเคมีแบ่งออกได้ 5 ชนิด 1. ปฏิกิริยาการรวมตัว A +Z → AZ C(s) + O2 (g) → CO2(g) 2. ปฏิกิริยาการสลายตัว AZ → A +Z CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 3. ปฏิกิริยาการแทนที่ A + BZ → AZ + B 2Fe(s) + 3H2O (l) → Fe2O3(s) + 3H2(g) 5. ปฏิกิริยาสะเทิน HX+BOH → BX + HOH HCl (aq) + KOH (aq) → KCl(aq) + H2O (l)

ข้อสังเกตการเกิดปฏิกิริยา 1. สี เช่น สารเดิมไม่มีสีเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี จะมีสีใหม่เกิดขึ้น (สารใหม่) 2. กลิ่น เช่น เกิดกลิ่นฉุน กลิ่นเหม็น กลิ่นหอม 3. ตะกอน เช่น สารละลายเลด (II) ไนเตรต และโพแทสเซียมไอโอไดด์ เป็นของเหลวใส ไม่มีสี เมื่อผสมกันแล้วเกิดตะกอนสีเหลือง 4. ฟองแก๊ส เช่น กรดไฮโดรคลอริก ผสมกับหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนตเกิดฟองแก๊สขึ้น 5. เกิดการระเบิด หรือเกิดประกายไฟ เช่น ใส่โลหะโซเดียมลงในน้ำจะเกิดประกายไฟขึ้น 6. มีอุณหภูมิเปลี่ยน ซึ่งสารโดยทั่วไปเมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเกิดการเปลี่ยนแปลง พลังงาน ความร้อนควบคู่ไปด้วยเสมอ

ปฏิกิริยาเคมีที่ควรทราบมีดังนี้ 1. ปฏิกิริยาระหว่างธาตุโลหะหรืออโลหะกับก๊าซออกซิเจนหรือปฏิกิริยาการเผาไหม้ (combustion reaction) ธาตุโลหะหรืออโลหะเมื่อสัมผัสกับอากาศหรือเมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนในอากาศ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารประกอบออกไซด์

2. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกรด โลหะที่ใช้เป็นเครื่องมือและเครื่องใช้ เช่น ตะปูเหล็ก มีด จอบ หลังคาสังกะสี เป็นต้น เมื่อถูกกรดจะเกิดการผุกร่อนได้ก๊าซไฮโดรเจน ทำให้เครื่องมือเครื่องใช้ชำรุดเสื่อมสภาพมีอายุการใช้งานสั้นและสิ้นเปลื้องเงินทองเพิ่มขึ้น

3. ปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบคาร์บอเนตกับกรด สารประกอบคาร์บอเนตที่พบในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ คือ หินปูนหรือหินอ่อน ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต สารประกอบคาร์บอเนตเมื่อสัมผัสกับสารละลายกรดจะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ขึ้นอีกด้วย

4. ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับเบส สารละลายกรดทำปฏิกิริยากับสารละลายเบสได้เกลือกับน้ำ ปฏิกิริยานี้เรียกว่า “ปฏิกิริยาสะเทิน (Neutralization)”

5. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ โลหะบางชนิดไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นท่อส่งน้ำ เพราะโลหะนั้นจะเกิดปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดสนิมปนเปื้อนในน้ำประปา ซึ่งอาจทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกาย ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเรียกว่า โลหะ-ไฮดรอกไซด์หรือโลหะออกไซด์ โดยจะเกิดก๊าซไฮโดรเจนร่วมด้วย

6. ปฏิกิริยาระหว่างธาตุโลหะกับก๊าซออกซิเจนและน้ำ จะเกิดเป็นสารประกอบออกไซด์ที่เป็นสนิม ทำให้โลหะเกิดการผุกร่อนได้

7. ปฏิกิริยาการเผาไหม้ เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลง ทางปฏิกิริยาเคมี โดยปกติทั่วไปแล้วการเผาไหม้เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงเกิดการออกซิเดชั่นกับอากาศจะให้ผลผลิตและความร้อนออกมา ดังสมการต่อไปนี้ เชื้อเพลิง + อากาศ ผลผลิต + ความร้อน

• การเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ เกิดแล้วได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซต์และน้ำ • การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เกิดจากการเผาไหม้ที่มีปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอ เกิดแล้วได้แก๊สคาร์บอนมอนอกไซต์และเขม่าควัน

ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี พลังงานก่อกัมมันต์ (Activation Energy : Ea) หมายถึง พลังงานจำนวนน้อยที่สุดที่สารเคมีจะต้องสะสมไว้เพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้นไปเป็นสารใหม่ระหว่างที่อนุภาคมีการชนกัน  ปฏิกิริยาที่มีค่า E ต่ำเกิดง่ายเกิดเร็ว ถ้าค่า E สูงจะเกิดยากเกิดช้า  ซึ่งสารแต่ละชนิดจะมีพลังงานก่อกัมมันต์ไม่เท่ากัน “หลังจากการเกิดปฏิกิริยาเคมีอะตอมทั้งหมดของสารตั้งต้นไม่มีการสูญหายไปไหนแต่เกิดการแลกเปลี่ยนจากสารหนึ่งไปสู่อีกสารหนึ่ง ซึ่งจะเห็นได้จากผลรวมของอะตอมของสารตั้งต้นจะเท่ากับผลรวมของอะตอมของผลิตภัณฑ์ ”

การเปลี่ยนแปลงพลังงานในการเกิดปฏิกิริยาเคมี มี 2 ประเภท คือ ก. ปฏิกิริยาคายความร้อน (exothermic reaction) คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วให้พลังงานความร้อนออกมา แก่สิ่งแวดล้อม เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิง การเผาผลาญอาหารในร่างกาย ข. ปฏิกิริยาดูดความร้อน (endothermic reaction) คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้ว ดูดความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเข้าไป ทำให้สิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิลดลง