Kernereaktion vs kemisk reaktion
Alle ændringer, der finder sted i miljøet, skyldes enten kemiske eller nukleare reaktioner. Hvad disse betyder, og hvordan de adskiller sig fra hinanden, diskuteres nedenfor.
Kemisk reaktion
Kemisk reaktion er en proces, hvor et sæt stoffer omdannes til et andet sæt stoffer. Stofferne i begyndelsen af reaktionen er kendt som reaktanter, og stofferne efter reaktionen er kendt som produkter. Når en eller flere reaktanter omdannes til produkter, kan de gennemgå forskellige modifikationer og energiændringer. De kemiske bindinger i reaktanterne brydes, og nye bindinger dannes for at generere produkter, som er tot alt forskellige fra reaktanterne. Denne form for kemisk modifikation er kendt som kemiske reaktioner. Kemiske reaktioner beskrives ved hjælp af kemiske ligninger. Der er talrige variabler, der styrer reaktionerne. Nogle af disse faktorer er koncentrationer af reaktanterne, katalysatorer, temperatur, opløsningsmiddeleffekter, pH og nogle gange produktkoncentrationer osv. Hovedsageligt ved at studere termodynamik og kinetik kan vi drage mange konklusioner om en reaktion og kontrollere dem. Termodynamik er studiet af transformationer af energi. Det handler kun om det energetiske og ligevægtens position i en reaktion. Det har intet at sige om, hvor hurtigt ligevægten nås. Dette spørgsmål er inden for kinetikkens domæne.
Reaktionshastigheden er simpelthen en indikation af reaktionens hastighed. Så det kan betragtes som en parameter, der bestemmer, hvor hurtig eller hvor langsom reaktionen er. Naturligvis er nogle reaktioner meget langsomme, så vi kan ikke engang se reaktionen finde sted, medmindre vi observerer den i meget lang tid. For eksempel er stenforvitring ved kemiske processer en langsom reaktion, der finder sted over årene. I modsætning hertil er reaktionen af et stykke kalium med vand meget hurtig; producerer således en stor mængde varme, og det betragtes som en kraftig reaktion. Overvej følgende reaktion, hvor reaktant A og B går ind i produkterne C og D.
a A + b B → c C + d D
Hastigheden for reaktionen kan angives som en af to reaktanter eller produkter.
Rate=-1/a × d[A]/dt=-1/b × d[B]/dt=1/c × d[C]/dt=1/d × d[D] /dt
Her er a, b, c og d støkiometriske koefficienter for reaktanterne og produkterne. For reaktanterne er hastighedsligningen skrevet med et minustegn, fordi produkterne udtømmes efterhånden som reaktionen skrider frem. Men efterhånden som produkterne er stigende, får de positive tegn.
Atomreaktion
Kernen i et atom eller subatomare partikler deltager i kernereaktioner. Nuklear fission og nuklear fusion er de to hovedtyper af nukleare reaktioner. Nukleare reaktioner bruges hovedsageligt til at generere energi, da det producerer energi i meget højere folder end kemiske reaktioner. I en fissionsreaktion opdeles en stor-ustabil kerne i mindre stabile kerner, og i processen frigives energi. I en fusionsreaktion kombineres to typer kerner og frigiver energi.
Hvad er forskellen mellem nuklear og kemisk reaktion?
• I kemiske reaktioner fungerer atomer, ioner, molekyler eller forbindelser som reaktanter, hvorimod kerner af atomer eller subatomare partikler deltager i kernereaktioner.
• I kemiske reaktioner sker ændringerne i atomernes elektroner. I kernereaktioner sker ændringer hovedsageligt i atomernes kerne.
• Energi involveret i nukleare reaktioner er meget højere end ved kemiske reaktioner.
• En kemisk reaktions hastighed afhænger af faktorer som tryk og temperatur, men nukleare reaktioner afhænger ikke af disse faktorer, som kemiske reaktioner gør.
