2.4 Kjemiske reaksjoner
Hva som skjer i kjemiske reaksjoner, og hvordan de skrives med reaksjonslikninger.
45 min
10 oppgaver
Kjemiske reaksjonerReaktanterProdukterReaksjonslikningerForbrenning
Din fremgang i kapitlet
0 / 10 oppgaver
Kjemiske reaksjoner
Vi har lært om atomer, molekyler og kjemiske bindinger. Men kjemi handler ikke bare om hvordan stoffene er bygd opp – det handler også om hvordan stoffene endres og danner nye stoffer.
Når du baker kake, når du tenner et stearinlys, når du puster – da skjer det kjemiske reaksjoner.
I dette kapitlet lærer du:
- Hva som kjennetegner en kjemisk reaksjon
- Hvordan vi skriver reaksjonslikninger
- Forskjellige typer reaksjoner
- Hva som påvirker hvor raskt reaksjoner skjer
Hva er en kjemisk reaksjon?
En kjemisk reaksjon er en prosess der stoffene endres, og det dannes nye stoffer med andre egenskaper.
Fysiske vs. kjemiske endringer
Det er viktig å skille mellom fysiske endringer og kjemiske endringer:
Fysiske endringer (ingen nye stoffer):
- Is smelter til vann
- Vann fordamper til damp
- Sukker løses opp i vann
- Papir rives i biter
I alle disse eksemplene er stoffet fortsatt det samme – bare formen eller tilstanden endres.
Kjemiske endringer (nye stoffer dannes):
- Ved forbrenner
- Jern ruster
- Mat fordøyes
- Elektrolyse av vann
I disse eksemplene dannes det nye stoffer med helt andre egenskaper enn de opprinnelige stoffene.
Kjemisk reaksjon
Kjemisk reaksjon: En prosess der kjemiske bindinger brytes og nye bindinger dannes, slik at det oppstår nye stoffer med andre egenskaper.
Nøkkelord:
- Kjemiske bindinger brytes og dannes
- Nye stoffer med nye egenskaper
- Kan ikke reverseres ved enkle fysiske metoder
Reaktanter og produkter
I en kjemisk reaksjon har vi:
Reaktanter: Stoffene vi starter med (før reaksjonen)
Produkter: Stoffene som dannes (etter reaksjonen)
Vi kan skrive dette som en reaksjonslikning:
Reaktanter → Produkter
Pilen (→) betyr "reagerer til" eller "gir".
Eksempel: Forbrenning av hydrogen
Når hydrogen reagerer med oksygen, dannes vann:
Hydrogen + Oksygen → Vann
Eller med kjemiske formler:
2H₂ + O₂ → 2H₂O
- Reaktanter: Hydrogen (H₂) og oksygen (O₂)
- Produkter: Vann (H₂O)
Reaktanter og produkter
Reaktanter: Stoffene som reagerer (står til venstre i reaksjonslikningen, før pilen →)
Produkter: Stoffene som dannes (står til høyre i reaksjonslikningen, etter pilen →)
Reaksjonslikning: En måte å beskrive en kjemisk reaksjon på ved å bruke kjemiske formler.
Tegn på at en kjemisk reaksjon skjer
Hvordan vet vi at det har skjedd en kjemisk reaksjon? Det er fire vanlige tegn:
1. Fargeendring
Når stoffet endrer farge, har det gjerne skjedd en kjemisk reaksjon.
Eksempel: Jern som ruster endres fra grått til rødbrunt.
2. Gassutvikling
Når det bobler eller dannes gass, skjer det ofte en kjemisk reaksjon.
Eksempel: Når du blander natron og eddik, bobler det (CO₂-gass dannes).
3. Temperaturendring
En kjemisk reaksjon kan frigjøre eller ta opp varme.
Eksempel: Når ved brenner, frigjøres det varme. Når is smelter på hånden din, tas det opp varme.
4. Bunnfall (presipitat)
Når to oppløsninger blandes, kan det dannes et fast stoff som legger seg i bunnen.
Eksempel: Når du blander sølvnitrat og natriumklorid, dannes det et hvitt bunnfall av sølvklorid.
✏️Eksempel: Natron + Eddik
Når du blander natron (natriumhydrogenkarbonat, NaHCO₃) og eddik (eddiksyre, CH₃COOH), skjer det en reaksjon.
Hvilke tegn på kjemisk reaksjon kan du observere?
Observasjoner:
1. Gassutvikling: Det bobler kraftig! Gassen som dannes er karbondioksid (CO₂).
2. Temperaturendring: Blandingen blir litt kaldere (reaksjonen tar opp varme fra omgivelsene).
Reaksjonslikning:
NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑
- Reaktanter: Natron og eddik
- Produkter: Natriumacetat, vann og karbondioksid (gass)
Pilen ↑ viser at CO₂ er en gass som går ut av løsningen.
Konklusjon:
Dette er definitivt en kjemisk reaksjon – det dannes nye stoffer (CO₂, vann, natriumacetat), og vi kan observere gassutvikling og temperaturendring.
📝Oppgave 2.4.1
Hvilken av disse prosessene er en kjemisk reaksjon?
Reaksjonslikninger
En reaksjonslikning beskriver en kjemisk reaksjon ved å bruke kjemiske formler.
Hvordan skrive en reaksjonslikning
Steg 1: Identifiser reaktanter og produkter
Steg 2: Skriv kjemiske formler
Steg 3: Sett tallkoeffisienter for å balansere likningen
Eksempel: Forbrenning av metan (naturgass)
Metan (CH₄) reagerer med oksygen (O₂) og danner karbondioksid (CO₂) og vann (H₂O).
Ubalansert: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
Balansert: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
Forklaring:
- Venstre side: 1 C, 4 H, 4 O
- Høyre side: 1 C, 4 H, 4 O
- Likningen er balansert! ✓
Reaksjonslikning
Reaksjonslikning: En beskrivelse av en kjemisk reaksjon ved hjelp av kjemiske formler.
Tallkoeffisient: Tallet foran en kjemisk formel som viser hvor mange enheter av stoffet som er med i reaksjonen.
Balansering: Å sette riktige tallkoeffisienter slik at antall atomer av hvert grunnstoff er likt på begge sider av pilen.
Eksempel: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
Tallkoeffisienten 2 foran H₂ betyr at 2 hydrogenmolekyler reagerer.
📝Oppgave 2.4.2
Se på denne reaksjonslikningen:
2Mg + O₂ → 2MgO
Dette er forbrenning av magnesium i oksygen.
a) Hva er reaktantene i denne reaksjonen?
b) Hva er produktet?
c) Hvor mange magnesiumatomer reagerer?
📝Oppgave 2.4.3
Når kull (karbon, C) brenner i oksygen (O₂), dannes karbondioksid (CO₂).
Hvilken reaksjonslikning beskriver denne reaksjonen?
Forbrenning – reaksjon med oksygen
Forbrenning er en kjemisk reaksjon der et stoff reagerer med oksygen (O₂) og avgir varme og lys.
Kjennetegn på forbrenning:
- Stoffet reagerer med oksygen
- Det avgis varme (eksotherm reaksjon)
- Ofte avgis lys (flammer)
- Det dannes ofte CO₂ og H₂O
Eksempler på forbrenning:
1. Forbrenning av ved:
Ved består hovedsakelig av cellulose, som inneholder karbon (C) og hydrogen (H).
Forenklet: C + O₂ → CO₂ + H₂O + varme
2. Forbrenning av bensin:
Bensin består av hydrokarboner (CₓHᵧ).
Eksempel: 2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O + varme
3. Forbrenning av naturgass:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + varme
Forbrenning
Forbrenning: En kjemisk reaksjon der et stoff reagerer med oksygen og avgir varme og lys.
Fullstendig forbrenning: Når det er nok oksygen tilgjengelig. Produkter: CO₂ og H₂O.
Ufullstendig forbrenning: Når det er for lite oksygen. Produkter: CO (karbonmonoksid) og sot (karbon).
Viktig: Ufullstendig forbrenning kan være farlig fordi CO (karbonmonoksid) er giftig!
📝Oppgave 2.4.4
Propan (C₃H₈) er gassen som brukes i campinggassbeholdere.
Når propan brenner fullstendig i oksygen, dannes karbondioksid (CO₂) og vann (H₂O).
a) Skriv en reaksjonslikning (ubalansert) for forbrenningen av propan.
b) Hvilke stoffer er reaktantene?
c) Hvilke stoffer er produktene?
Oksidasjon og reduksjon
Oksidasjon og reduksjon er to typer kjemiske reaksjoner som ofte skjer samtidig.
Oksidasjon
Oksidasjon skjer når et stoff tar opp oksygen eller avgir elektroner.
Eksempler:
- Jern ruster (Fe + O₂ → Fe₂O₃)
- Epler som brunes i lufta
- Forbrenning av ved
Reduksjon
Reduksjon skjer når et stoff avgir oksygen eller tar opp elektroner.
Eksempel:
- Utvinning av jern fra jernmalm
Hva betyr navnene?
- Oksidasjon: Opprinnelig "reaksjon med oksygen", men definisjonen er utvidet til å inkludere elektronoverføring.
- Reduksjon: Stoffet "reduseres" (blir mindre oksidert).
Oksidasjon og reduksjon
Oksidasjon: En kjemisk reaksjon der et stoff tar opp oksygen eller avgir elektroner.
Reduksjon: En kjemisk reaksjon der et stoff avgir oksygen eller tar opp elektroner.
Enkel huskeregel:
- Oksidasjon = tar opp oksygen
- Reduksjon = avgir oksygen (stoffet "reduseres")
📝Oppgave 2.4.5
Når jern (Fe) ruster, reagerer det med oksygen (O₂) i lufta og danner jernoksid (Fe₂O₃).
Hva kalles denne typen reaksjon?
📝Oppgave 2.4.6
Identifiser hvilken type reaksjon som skjer i hvert tilfelle:
a) En spiker av jern blir liggende ute i regnet og utvikler et rødbrunt belegg.
b) Du tenner et stearinlys, og det brenner med en gul flamme.
c) Du blander natron og eddik, og det bobler kraftig.
Eksotherme og endotherme reaksjoner
Alle kjemiske reaksjoner involverer energi. Noen reaksjoner frigjør energi, andre tar opp energi.
Eksotherme reaksjoner
Eksotherme reaksjoner frigjør energi (varme) til omgivelsene.
Kjennetegn:
- Temperaturen øker
- Varme avgis til omgivelsene
Eksempler:
- Forbrenning (ved, bensin, naturgass)
- Rusting av jern
- Respirasjonen i kroppen vår
Eksempel: Når ved brenner, frigjøres det mye varme. Derfor blir det varmt rundt bålet.
Endotherme reaksjoner
Endotherme reaksjoner tar opp energi (varme) fra omgivelsene.
Kjennetegn:
- Temperaturen synker
- Varme tas opp fra omgivelsene
Eksempler:
- Fotosyntese (planter tar opp sollys)
- Fordampning av vann
- Noen kjemiske kuldeposer
Eksempel: Når du blander visse kjemikalier i en kuldepose, tar reaksjonen opp varme fra omgivelsene, og posen blir kald.
Eksotherme og endotherme reaksjoner
Eksotherm reaksjon: En kjemisk reaksjon som frigjør energi (varme) til omgivelsene.
- Temperaturen øker
- Eksempel: Forbrenning
- Temperaturen øker
- Eksempel: Forbrenning
Endotherm reaksjon: En kjemisk reaksjon som tar opp energi (varme) fra omgivelsene.
- Temperaturen synker
- Eksempel: Fotosyntese
Huskeregel:
- Ekso- = ut (energi går ut)
- Endo- = inn (energi går inn)
📝Oppgave 2.4.7
Du utfører tre forsøk med en eksotherm reaksjon:
Forsøk A: Du blander stoffene ved romtemperatur (20°C). Reaksjonen tar 5 minutter.
Forsøk B: Du varmer opp stoffene til 40°C før du blander dem. Reaksjonen tar 2 minutter.
Forsøk C: Du kjøler ned stoffene til 5°C før du blander dem. Reaksjonen tar 15 minutter.
a) Hva kan du konkludere om sammenhengen mellom temperatur og reaksjonshastighet?
b) Forklar hvorfor temperaturen påvirker reaksjonshastigheten.
Reaksjonshastighet
Reaksjonshastighet forteller oss hvor raskt en kjemisk reaksjon skjer.
Noen reaksjoner går raskt (forbrenning av hydrogen), andre går sakte (rusting av jern).
Faktorer som påvirker reaksjonshastigheten:
1. Temperatur
Jo høyere temperatur, desto raskere reaksjon.
Når temperaturen øker, beveger molekylene seg raskere og kolliderer oftere.
Eksempel: Mat som ligger i romtemperatur råtner raskere enn mat i kjøleskapet.
2. Konsentrasjon
Jo høyere konsentrasjon, desto raskere reaksjon.
Når det er flere molekyler per volum, kolliderer de oftere.
Eksempel: Sterk syre reagerer raskere enn fortynnet syre.
3. Overflateareal
Jo større overflateareal, desto raskere reaksjon.
Når stoffet er delt opp i mindre biter, er det flere steder hvor reaksjonen kan skje.
Eksempel: Treflis brenner raskere enn en hel trestokk. Pulverisert sukker løses opp raskere enn sukkerbiter.
4. Katalysator
En katalysator er et stoff som øker reaksjonshastigheten uten å bli brukt opp selv.
Eksempel: Enzymer i kroppen vår er katalysatorer som gjør at matfordøyelsen går raskt nok.
Reaksjonshastighet
Reaksjonshastighet: Et mål på hvor raskt en kjemisk reaksjon skjer.
Faktorer som øker reaksjonshastigheten:
1. Høyere temperatur → molekylene beveger seg raskere
2. Høyere konsentrasjon → flere molekyler per volum
3. Større overflateareal → flere steder hvor reaksjonen kan skje
4. Katalysator → senker energibarrieren for reaksjonen
Katalysator: Et stoff som øker reaksjonshastigheten uten å bli brukt opp selv.
📝Oppgave 2.4.8
Du skal løse opp to like store sukkerbiter i vann.
Forsøk A: Du legger sukkerbiten hel i kaldt vann.
Forsøk B: Du knuser sukkerbiten til pulver og legger den i varmt vann.
a) I hvilket forsøk vil sukkeret løse seg opp raskest?
b) Nevn to faktorer som gjør at sukkeret løser seg opp raskere i forsøk B.
📝Oppgave 2.4.9
Du har to reaksjoner:
Reaksjon A: Når du brenner ved, frigjøres det mye varme og lys.
Reaksjon B: Når planter gjennomfører fotosyntese, tas det opp energi fra sollyset.
a) Hvilken reaksjon er eksotherm, og hvilken er endotherm?
b) Skriv reaksjonslikninger for begge reaksjonene (forenklet).
c) Forklar hva som skjer med energien i hver reaksjon.
📝Oppgave 2.4.10
Du gjennomfører et forsøk der du blander saltsyre (HCl) og magnesium (Mg).
Observasjoner:
- Det bobler kraftig (hydrogengass, H₂, dannes)
- Magnesiumstykket blir mindre og mindre
- Blandingen blir varm
a) Er dette en kjemisk reaksjon eller en fysisk endring? Begrunn svaret.
b) Skriv en reaksjonslikning for reaksjonen (ubalansert).
c) Er reaksjonen eksotherm eller endotherm? Hvordan vet du det?
d) Nevn tre måter du kan øke reaksjonshastigheten på.