2KMnO 4 ----------------> K 2 MnO 4
+ MnO 2 + O2
|
ปฏิกิริยาเคมี |
สารต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเราเกือบทุกชนิด รวมทั้งที่นักเรียนมีอยู่ล้วนเกิดจากปฏิกิริยาเคมีทั้งสิ้น
1. ปฏิกิริยาเคมี
ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเคมี อะตอมของสารตั้งต้นจะเกิดการแลกเปลี่ยนกันเกิดเป็นสารใหม่ที่แตกต่างกันไปจากสารตั้งต้น สารใหม่ที่ได้นี้ เรียกว่า ผลิตภัณฑ์
การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารที่ได้ผลิตภัณฑ์ของสารที่แตกต่างจากสารเดิมโดยอาจสังเกตจากการเปลี่ยนสีของสาร การเกิดตะกอน หรือการเกิดกลิ่นใหม่
1. เกิดการดูดพลังงานเข้าไปใช้ในการเปลี่ยนแปลง ทำให้สิ่งแวดล้อมเย็นลง อุณหภูมิลดลงเมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกเย็น
2. เกิดการคายพลังงานออกมาสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อเอามือสัมผัสภาชนะจะรู้สึกร้อน ถ้ามีการคายพลังงานอย่างมาก จะมีแสง เสียงระเบิด และประกายไฟเกิดขึ้น
2. ผลของปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาที่พบเห็นในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสารกับออกซิเจน เช่น การเกิดสนิม ไฟไหม้ การกัดกร่อน เป็นต้น
หลังจากการเกิดปฏิกิริยาเคมีอะตอมทั้งหมดของสารตั้งต้นไม่มีการสูญหายไปไหนแต่เกิดการแลกเปลี่ยนจากสารหนึ่งไปสู่อีกสารหนึ่ง ซึ่งจะเห็นได้จากผลรวมของอะตอม ของสารตั้งต้นจะเท่ากับผลรวมของอะตอมของผลิตภัณฑ์ เราเรียกว่า สมดุลเคมี ตัวอย่าง เช่น เมื่อจุดเทียนบนขนมเค้กวันเกิด ขี้ผึ้งจากเทียนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเรียกการเกิดปฏิกิริยานี้ว่า ออกซิเดชั่น (oxidation)
3 การเขียนสมการเคมี
สมการเคมี เป็นประโยชน์สัญลักษณ์ที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของสาร ประกอบด้วยสารตั้งต้นและสารที่เป็นผลที่ได้ของปฏิกิริยา ซึ่งเรียกว่า ผลิตภัณฑ์ โดยเขียนในรูปสูตรของสารแต่ละชนิดในปฏิกิริยา เช่น
เหล็ก + กำมะถัน ----------------> เหล็กซัลไฟด์
Fe + S ------------------> FeS
โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต โพแทสเซียมแมงกาเนต +
แมงกานีส (IV) ออกไซด์ + แก๊สออกซิเจน
2KMnO 4 ----------------> K 2 MnO 4
+ MnO 2 + O2
(สารสีม่วงเข้ม) (สารสีเขียว) (สารสีดำ) (แก๊สไม่มีสี)
สมการที่ถูกต้อง จะต้องทำให้จำนวนอะตอมของธาตุเท่ากัน เช่น
แก๊สไฮโดรเจน + แก๊สออกซิเจน ----------------> น้ำ
H2 + O2 ----------------> H2 O
2H2 + O2 ----------------> 2H 2 O
(H มี 4 อะตอม) + (O มี 2 อะตอม ) ----------------> (H 4 อะตอม O 2 อะตอม)
4. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกซิเจน
ออกซิเจนเป็นสารที่มีปฏิกิริยาว่องไวมาก โลหะส่วนใหญ่จะรวมกับออกซิเจนในอากาศเกิดเป็นออกไซด์ การเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้เรียกว่า การกัดกร่อน ตัวอย่างเช่น การขึ้นสนิมที่เรียกว่า เหล็กออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่เราไม่ต้องการ สนิมจะเกิดขึ้นในที่ที่มีอากาศขึ้น โดยธาตุเหล็กจะถูกกัดกร่อน โดยรวมตัวกับธาตุออกซิเจน
แผนภาพข้างล่างแสดงสมดุลของปฏิกิริยาเคมี โดยมวลรวมก่อนเกิดปฏิกิริยาจะเท่ากับมวลรวมหลังปฏิกิริยา โดยที่อะตอมจะมาเรียงตัวกันใหม่
5. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ
โลหะบางชนิดไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นท่อส่งน้ำ เพราะโลหะนั้นจะเกิดปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดสนิมปนเปื้อนในน้ำประปา ซึ่งอาจทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกาย ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
แต่ไม่ใช่โลหะทุกชนิดที่จะเกิดปฏิกิริยากับน้ำ เช่น เราสามารถนำทองแดงมาทำเป็นท่อส่งน้ำได้ เพราะทองแดงเกิดปฏิกิริยากับน้ำได้ยากจึงไม่เกิดสนิม
6. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกรด
โลหะหลายชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับกรด ได้เกลือของโลหะกับแก๊สไฮโดรเจน ดังสมการ
โลหะ + กรด ----------------> เกลือของโลหะ + ไฮโดรเจน
เช่น สังกะสี + กรดซัลฟิวริก ----------------> สังกะสีซัลเฟต + ไฮโดรเจน
โลหะบางชนิด เช่น เงิน จะไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ส่วนสังกะสี เหล็ก และ แมกนีเซียมทำปฏิกิริยาได้ดีกับกรด แต่ถ้าเป็นโลหะโซเดียมจะเกิดปฏิกิริยารวดเร็วและ รุนแรง
7. ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับคาร์บอเนต
หินปูนเป็นหินซึ่งเกิดจากดินทรายที่ถูกพดพาลงไปทับถมกันในทะเลเป็นเวลานับล้านล้านปี ส่วนใหญ่เกิดจากเปลือกของสัตว์ทะเลขนาดเล็กที่ตายทับถามกันเป็นเวลานานมาแล้ว หินปูนประกอบด้วยสารประกอบที่เรียกว่า แคลเซียมคาร์บอเนต ที่สามารถสลายตัวได้ด้วยความร้อน ดังสมการ
แคลเซียมคาร์บอเนต ----------------> แคลเซียมออกไซด์ + คาร์บอนไดออกไซด์
CaCO3 (s) ----------------> CaC (s) + CO 2 ( g )
8. แคลเซียมคาร์บอเนต
เนื่องจากแคลเซียมไบคาร์บอเนตเมื่ออยู่ในน้ำร้อนจะเสถียรน้อยกว่าในน้ำเย็นมาก แคลเซียมคาร์บอเนต (ทราเวอไทน์) จึงตกตะกอนอยู่รอบ ๆ น้ำพุร้อน
น้ำในน้ำพุร้อนตอนเริ่มแรกอาจมาจากน้ำฝนบริสุทธิ์ แต่ต่อมาน้ำนี้ไหลหมุนเวียนผ่านทางใต้ดินและละลายหินที่ไหลผ่านจนเป้นสารละลายที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตละลายอยู่มากพอควร เมื่อน้ำนี้ไหลขึ้นสู่พื้นดินจะเย็นลง ทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอนเป็นแผ่นผลึกแคลไซต์สีขาวส่องแสงระยิบระยับเมื่อกระทบแสงอาทิตย์
****************************