Reacție nucleară vs. reacție chimică
Toate schimbările care au loc în mediu se datorează fie reacțiilor chimice, fie nucleare. Ce înseamnă acestea și cum diferă unele de altele sunt discutate mai jos.
Reacție chimică
Reacția chimică este un proces de transformare a unui set de substanțe într-un alt set de substanțe. Substanțele de la începutul reacției sunt cunoscute ca reactanți, iar substanțele de după reacție sunt cunoscute ca produse. Când unul sau mai mulți reactanți se transformă în produse, aceștia pot trece prin diferite modificări și schimbări de energie. Legăturile chimice din reactanți se rup și se formează noi legături pentru a genera produse, care sunt total diferiți de reactanți. Acest tip de modificare chimică este cunoscută sub numele de reacții chimice. Reacțiile chimice sunt descrise folosind ecuații chimice. Există numeroase variabile care controlează reacțiile. Unii dintre acești factori sunt concentrațiile reactanților, catalizatorii, temperatura, efectele solvenților, pH-ul și uneori concentrațiile produsului etc. În principal, studiind termodinamica și cinetica, putem trage multe concluzii despre o reacție și le putem controla. Termodinamica este studiul transformărilor energiei. Se referă doar la energia și poziția echilibrului într-o reacție. Nu are nimic de spus despre cât de repede este atins echilibrul. Această întrebare face parte din domeniul cineticii.
Viteza de reacție este pur și simplu indicația vitezei reacției. Deci poate fi privit ca un parametru, care determină cât de rapidă sau cât de lentă este reacția. Desigur, unele reacții sunt foarte lente, așa că nici măcar nu putem vedea reacția având loc decât dacă o observăm foarte mult timp. De exemplu, degradarea rocilor prin procese chimice este o reacție lentă care are loc de-a lungul anilor. În schimb, reacția unei bucăți de potasiu cu apa este foarte rapidă; astfel, producând o cantitate mare de căldură și este considerată ca o reacție viguroasă. Luați în considerare următoarea reacție în care reactanții A și B trec în produsele C și D.
a A + b B → c C + d D
Viteza de reacție poate fi dată în termeni de doi reactanți sau produse.
Rata=-1/a × d[A]/dt=-1/b × d[B]/dt=1/c × d[C]/dt=1/d × d[D] /dt
Aici, a, b, c și d sunt coeficienți stoichiometrici ai reactanților și produșilor. Pentru reactanți, ecuația vitezei este scrisă cu semnul minus, deoarece produsele se epuizează pe măsură ce reacția continuă. Cu toate acestea, pe măsură ce produsele cresc, li se dau semne pozitive.
Reacție nucleară
Nucleele unui atom sau ale particulelor subatomice participă la reacțiile nucleare. Fisiunea nucleară și fuziunea nucleară sunt cele două tipuri majore de reacții nucleare. Reacțiile nucleare sunt utilizate în principal pentru a genera energie, deoarece produce energie în pliuri mult mai mari decât reacțiile chimice. Într-o reacție de fisiune, un nucleu mare instabil este împărțit în nuclee mai mici stabile și, în acest proces, este eliberată energie. Într-o reacție de fuziune, două tipuri de nuclee sunt combinate împreună, eliberând energie.
Care este diferența dintre reacția nucleară și cea chimică?
• În reacțiile chimice, atomii, ionii, moleculele sau compușii acționează ca reactanți, în timp ce, în reacțiile nucleare, participă nucleele atomilor sau particulele subatomice.
• În reacțiile chimice, modificările au loc în electronii atomilor. În reacțiile nucleare, modificările au loc în principal în nucleul atomilor.
• Energia implicată în reacțiile nucleare este mult mai mare decât cea a reacțiilor chimice.
• Viteza unei reacții chimice depinde de factori precum presiunea și temperatura, dar reacțiile nucleare nu depind de acești factori, așa cum fac reacțiile chimice.
