Nucleaire reactie versus chemische reactie
Alle veranderingen die plaatsvinden in de omgeving zijn het gevolg van chemische of nucleaire reacties. Wat deze betekenen en hoe ze van elkaar verschillen, wordt hieronder besproken.
Chemische reactie
Chemische reactie is een proces waarbij een reeks stoffen wordt omgezet in een andere reeks stoffen. De stoffen aan het begin van de reactie staan bekend als reactanten en de stoffen na de reactie staan bekend als producten. Wanneer een of meer reactanten in producten worden omgezet, kunnen ze verschillende modificaties en energieveranderingen ondergaan. De chemische bindingen in de reactanten breken en nieuwe bindingen worden gevormd om producten te genereren die totaal anders zijn dan de reactanten. Dit soort chemische modificatie staat bekend als chemische reacties. Chemische reacties worden beschreven met behulp van chemische vergelijkingen. Er zijn tal van variabelen die de reacties beheersen. Enkele van deze factoren zijn concentraties van de reactanten, katalysatoren, temperatuur, oplosmiddeleffecten, pH, en soms de productconcentraties enz. Hoofdzakelijk,door thermodynamica en kinetiek te bestuderen, kunnen we veel conclusies over een reactie trekken en deze beheersen. Thermodynamica is de studie van energietransformaties. Het betreft alleen het energetische en de positie van het evenwicht in een reactie. Het heeft niets te zeggen over hoe snel het evenwicht wordt bereikt. Deze vraag ligt in het domein van de kinetiek.
Reactiesnelheid is gewoon de indicatie van de snelheid van de reactie. Het kan dus worden beschouwd als een parameter die bepaalt hoe snel of hoe langzaam de reactie is. Natuurlijk zijn sommige reacties erg traag, dus we kunnen de reactie niet eens zien plaatsvinden, tenzij we deze heel lang observeren. Steenverwering door chemische processen is bijvoorbeeld een langzame reactie die in de loop van de jaren plaatsvindt. Daarentegen is de reactie van een stuk kalium met water erg snel; dus het produceren van een grote hoeveelheid warmte, en het wordt beschouwd als een heftige reactie. Beschouw de volgende reactie waarbij reactanten A en B in producten C en D gaan.
een A + b B → c C + d D
De reactiesnelheid kan worden gegeven in termen van twee reactanten of producten.
Tarief = -1 / a × d [A] / dt = -1 / b × d [B] / dt = 1 / c × d [C] / dt = 1 / d × d [D] / dt
Hier zijn a, b, c en d stoichiometrische coëfficiënten van de reactanten en producten. Voor de reactanten wordt de snelheidsvergelijking geschreven met een minteken, omdat de producten uitgeput raken naarmate de reactie vordert. Naarmate de producten toenemen, krijgen ze echter positieve signalen.
Nucleaire reactie
De kernen van een atoom of subatomaire deeltjes nemen deel aan kernreacties. Kernsplijting en kernfusie zijn de twee belangrijkste soorten kernreacties. Kernreacties worden voornamelijk gebruikt om energie op te wekken, aangezien het energie produceert in veel hogere plooien dan chemische reacties. Bij een splijtingsreactie wordt een grote, onstabiele kern opgesplitst in kleinere stabiele kernen en daarbij komt energie vrij. Bij een fusiereactie worden twee soorten kernen gecombineerd, waardoor energie vrijkomt.
Wat is het verschil tussen nucleaire en chemische reactie?
• Bij chemische reacties werken atomen, ionen, moleculen of verbindingen als reactanten, terwijl bij kernreacties atoomkernen of subatomaire deeltjes deelnemen.
• Bij chemische reacties treden de veranderingen op in de elektronen van de atomen. Bij kernreacties vinden veranderingen vooral plaats in de atoomkern.
• De energie die betrokken is bij nucleaire reacties is veel hoger dan die van chemische reacties.
• De snelheid van een chemische reactie hangt af van factoren zoals druk en temperatuur, maar kernreacties zijn niet afhankelijk van deze factoren, zoals chemische reacties dat wel doen.
