Reacții chimice 3D
Reacții chimice 3D este o simulare interactivă gratuită din StudyFi Lab. Rulează direct în browser, fără înregistrare și fără instalare.
Urmărește cum se rearanjează atomii când legăturile se rup și se formează
Ce poți explora
Formarea apei
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Se rup legăturile H–H din hidrogen și legătura dublă O=O din oxigen, iar fiecare atom de oxigen formează două noi legături O–H. Legăturile noi sunt mai puternice decât cele rupte, așa că se eliberează multă energie – un amestec de hidrogen și oxigen explodează la aprindere.
În viața de zi cu zi: Pilele de combustie și unele motoare de rachetă obțin energie din hidrogen prin această reacție, iar singurul produs este apa.
Sinteza amoniacului
N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃
Se rup legătura triplă N≡N, foarte puternică, din azot și legăturile H–H din hidrogen, iar fiecare atom de azot formează trei legături N–H. Legătura triplă se rupe atât de greu încât reacția este suficient de rapidă doar cu catalizator; procedeul Haber–Bosch produce astfel amoniacul pentru îngrășămintele care hrănesc o mare parte a omenirii.
În viața de zi cu zi: Aproape toate îngrășămintele cu azot împrăștiate pe câmpuri se fabrică din amoniac obținut prin această reacție.
Sinteza clorurii de hidrogen
H₂ + Cl₂ → 2 HCl
Lumina sau căldura rup legătura Cl–Cl în atomi de clor (radicali), care declanșează o reacție în lanț: se rup legături H–H și Cl–Cl și se formează legături H–Cl. Reacția eliberează energie, iar la lumină puternică amestecul poate chiar exploda; dizolvând HCl gazos în apă se obține acid clorhidric.
În viața de zi cu zi: Acidul clorhidric se folosește la îndepărtarea calcarului și la curățarea metalelor, iar diluat se găsește și în sucul tău gastric.
Formarea monoxidului de azot
N₂ + O₂ → 2 NO
Se rup legătura triplă N≡N din azot și legătura dublă O=O din oxigen, iar în două molecule de NO se formează legături azot–oxigen. Ruperea acestor legături puternice consumă mai multă energie decât eliberează legăturile noi, așa că reacția absoarbe căldură și are loc doar la temperaturi foarte înalte – de aceea azotul și oxigenul din aer nu reacționează în mod obișnuit.
În viața de zi cu zi: Monoxidul de azot se formează în fulgere și în motoarele fierbinți ale mașinilor și este primul pas spre oxizii de azot din gazele de eșapament și din smog.
Formarea dioxidului de azot
2 NO + O₂ → 2 NO₂
Se rupe legătura dublă O=O din oxigen, iar fiecare moleculă de NO leagă încă un atom de oxigen printr-o nouă legătură azot–oxigen. Reacția are loc spontan încă de la temperatura camerei și degajă căldură: NO incolor devine NO₂, un gaz brun-roșcat și toxic.
În viața de zi cu zi: Ceața maronie de deasupra orașelor aglomerate în zilele cu smog este în parte NO₂ din gazele de eșapament, care contribuie și la ploile acide.
Oxidarea dioxidului de sulf
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
Se rupe legătura dublă O=O din oxigen, iar fiecare moleculă de SO₂ primește un al treilea atom de oxigen printr-o nouă legătură sulf–oxigen. Reacția degajă căldură și este reversibilă, de aceea în industrie este accelerată cu pentaoxid de vanadiu drept catalizator; este etapa-cheie a procedeului de contact pentru obținerea acidului sulfuric.
În viața de zi cu zi: Acidul sulfuric obținut astfel ajunge în îngrășăminte și în bateriile auto, iar aceeași oxidare a SO₂ în aer contribuie la ploile acide.
Arderea monoxidului de carbon
2 CO + O₂ → 2 CO₂
Se rupe legătura dublă O=O din oxigen, iar fiecare moleculă de CO primește un atom de oxigen; carbonul formează apoi două legături duble C=O în molecula liniară de CO₂. CO arde cu flacără albastră și degajă multă căldură, iar CO otrăvitor se transformă în CO₂, mult mai puțin periculos.
În viața de zi cu zi: Catalizatorul de pe țeava de eșapament a mașinii folosește această reacție pentru a elimina monoxidul de carbon otrăvitor din gaze.
Formarea acidului carbonic
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
O moleculă de apă se leagă de atomul de carbon din CO₂: o legătură dublă C=O devine simplă, o legătură O–H din apă se rupe, iar hidrogenul ei trece la un oxigen, astfel încât H₂CO₃ are două grupe O–H. Este un echilibru puternic deplasat spre reactanți – cea mai mare parte a CO₂ rămâne doar dizolvată și numai o mică parte formează acid carbonic, care face soluția slab acidă.
În viața de zi cu zi: Băuturile carbogazoase au un gust ușor acrișor datorită acidului carbonic, iar la deschiderea sticlei CO₂ dizolvat iese sub formă de bule.
Descompunerea peroxidului de hidrogen
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
Se rup legătura simplă O–O, slabă, și unele legături O–H din H₂O₂; atomii se regrupează în molecule de apă cu noi legături O–H și într-o moleculă de oxigen cu legătură dublă O=O. Singură, reacția este lentă, dar un catalizator precum dioxidul de mangan sau enzima catalază o accelerează enorm, iar oxigenul eliberat face amestecul să spumeze.
În viața de zi cu zi: Când torni apă oxigenată pe o rană, face spumă pentru că enzima catalază din sânge o descompune în apă și oxigen.
Electroliza apei
2 H₂O → 2 H₂ + O₂
Curentul electric furnizează energia necesară pentru ruperea legăturilor O–H din apă; atomii de hidrogen se unesc prin legături H–H, iar cei de oxigen printr-o legătură dublă O=O. Este inversul formării apei, deci necesită cel puțin atâta energie câtă eliberează arderea hidrogenului; la catod se formează hidrogen, iar la anod oxigen, în raport de volum 2 : 1.
În viața de zi cu zi: Electrolizoarele alimentate cu energie solară sau eoliană produc astfel hidrogen „verde”, un combustibil curat.
Descompunerea ozonului
2 O₃ → 3 O₂
În ozon, trei atomi de oxigen sunt ținuți împreună de două legături mai slabe decât legătura dublă O=O; lumina UV le rupe, iar atomii eliberați se regrupează în trei molecule de O₂ cu legături duble O=O. Per total se eliberează energie, iar în stratul de ozon moleculele de ozon, descompunându-se, absorb radiația ultravioletă periculoasă a Soarelui.
În viața de zi cu zi: Stratul de ozon din stratosferă te protejează astfel de arsurile solare și de afectarea pielii de către razele UV.
Descompunerea tetraoxidului de diazot
N₂O₄ → 2 NO₂
Se rupe legătura N–N, relativ slabă, din mijlocul moleculei de N₂O₄, care se desface în două molecule de NO₂; nu se formează legături noi, așa că reacția absoarbe energie. Este un echilibru reversibil: încălzirea îl deplasează spre NO₂ brun, iar răcirea readuce N₂O₄ incolor – o demonstrație clasică a principiului lui Le Chatelier.
În viața de zi cu zi: În laboratorul școlii, un tub sigilat cu acest gaz se închide la culoare în apă fierbinte și se deschide în apă cu gheață; N₂O₄ este folosit și ca oxidant în motoarele navelor spațiale.
Arderea metanului
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Se rup toate cele patru legături C–H din metan și legăturile duble O=O din două molecule de oxigen; atomul de carbon formează două legături duble C=O în CO₂, iar atomii de hidrogen legături O–H în două molecule de apă. Împreună, legăturile noi sunt mult mai puternice decât cele rupte, deci se eliberează multă căldură – de aceea gazul natural este un combustibil atât de bun.
În viața de zi cu zi: Flacăra albastră a aragazului sau a centralei termice este metanul din gazul natural care arde.
Arderea etanului
2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
În fiecare moleculă de etan se rup legătura C–C și șase legături C–H, împreună cu legăturile O=O din moleculele de oxigen; atomii de carbon ajung în CO₂ (legături C=O), iar cei de hidrogen în apă (legături O–H). Două molecule de etan au nevoie de șapte molecule de oxigen și, ca orice ardere a alcanilor, reacția degajă multă căldură.
În viața de zi cu zi: Etanul este, după metan, cel mai abundent component al gazului natural, așa că arde împreună cu acesta în aragazuri și centrale.
Arderea propanului
C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Se rup cele două legături C–C și cele opt legături C–H din propan, împreună cu legăturile O=O din cinci molecule de oxigen; se formează trei molecule de CO₂ cu legături duble C=O și patru molecule de apă cu legături O–H. Propanul se lichefiază ușor la presiune moderată, așa că într-o butelie mică încape multă energie.
În viața de zi cu zi: Aragazurile de camping, grătarele pe gaz și mașinile pe GPL ard propan (adesea amestecat cu butan).
Arderea etanolului
C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O
Se rup legăturile C–C, C–H, C–O și O–H din etanol, împreună cu legăturile O=O din trei molecule de oxigen; atomii se recombină în două molecule de CO₂ (legături C=O) și trei molecule de apă (legături O–H). Deoarece etanolul conține deja un atom de oxigen, are nevoie de mai puțin oxigen decât etanul și arde cu o flacără albastră curată, aproape invizibilă.
În viața de zi cu zi: Etanolul arde în lămpile de spirt din laboratorul școlii, la flambarea deserturilor și ca bioetanol amestecat în benzină.
Arderea octanului
2 C₈H₁₈ + 25 O₂ → 16 CO₂ + 18 H₂O
Fiecare moleculă de octan își pierde cele șapte legături C–C și cele optsprezece legături C–H, iar legăturile O=O din moleculele de oxigen se rup și ele; atomii formează CO₂ cu legături duble C=O și apă cu legături O–H. Două molecule de octan au nevoie de nu mai puțin de 25 de molecule de oxigen – când aerul nu ajunge, în loc de CO₂ se formează monoxid de carbon otrăvitor sau funingine.
În viața de zi cu zi: De fiecare dată când merge o mașină pe benzină, octanul și hidrocarburi asemănătoare din combustibil ard astfel în cilindrii motorului.
Respirația celulară
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Per total se rup legăturile C–C, C–H, C–O și O–H din glucoză și legăturile O=O din oxigen, iar atomii ajung în CO₂ și apă. În celulă acest lucru nu se petrece dintr-odată, ca într-o flacără, ci în multe etape controlate de enzime, majoritatea în mitocondrii, iar o parte din energia eliberată este stocată în ATP; aplicația arată doar ecuația globală.
În viața de zi cu zi: Cu fiecare respirație aduci oxigenul pentru această reacție, iar CO₂ pe care îl expiri este unul dintre produșii ei.
Fotosinteza
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Per total se rup legăturile C=O din dioxidul de carbon și legăturile O–H din apă; în glucoză se formează noi legături C–C, C–H, C–O și O–H, iar atomii de oxigen din apă se unesc în O₂. Energia provine din lumina captată de clorofilă în cloroplaste și rămâne stocată în legăturile glucozei; în realitate este un lanț lung de etape enzimatice, iar aplicația arată doar ecuația globală.
În viața de zi cu zi: Fiecare frunză verde produce astfel zahăr, iar oxigenul pe care îl respiri a fost eliberat de plante și alge.
Clorurarea metanului
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
Lumina UV rupe legătura Cl–Cl în doi radicali de clor, care declanșează o reacție în lanț: în metan se rupe o legătură C–H, în locul ei se formează o legătură C–Cl, iar hidrogenul smuls formează H–Cl. Este o substituție radicalică – un atom de hidrogen este înlocuit cu un atom de clor; cu mai mult clor, substituția continuă până la CH₂Cl₂, CHCl₃ și CCl₄.
În viața de zi cu zi: Clorometanul se folosește mai ales pentru fabricarea siliconilor – de exemplu chitul din jurul căzii sau formele flexibile de copt.
Hidrogenarea etenei
C₂H₄ + H₂ → C₂H₆
Pe suprafața catalizatorului metalic se rupe legătura H–H și se desface una dintre cele două legături ale dublei legături C=C; fiecare atom de carbon formează apoi o nouă legătură C–H și rămâne o legătură simplă C–C. Este o adiție: două molecule se unesc într-una singură fără să se elimine nimic, iar etena nesaturată devine etan saturat.
În viața de zi cu zi: Același tip de reacție, cu catalizator de nichel, transformă uleiurile vegetale lichide în grăsimi solide, de exemplu pentru margarină.
Bromurarea etenei
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂
Se rupe legătura Br–Br și se desface una dintre cele două legături ale dublei legături C=C; fiecare atom de carbon leagă apoi un atom de brom printr-o nouă legătură C–Br. Deoarece bromul, de culoare brun-portocalie, se consumă, culoarea dispare – este un test rapid care arată că o substanță conține o legătură dublă C=C.
În viața de zi cu zi: În laboratorul școlii, decolorarea apei de brom este metoda obișnuită de a deosebi alchenele de alcani.
Hidratarea etenei
C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH
Se desface una dintre cele două legături ale dublei legături C=C și se rupe o legătură O–H din molecula de apă; un atom de carbon primește un atom de hidrogen (nouă legătură C–H), iar celălalt o grupă OH (nouă legătură C–O). Prin această adiție se obține etanol din etena provenită din petrol – principala cale de producere a etanolului sintetic.
În viața de zi cu zi: Etanolul obținut astfel se folosește ca solvent și în dezinfectanți, cosmetice și vopsele, nu în băuturi.
Esterificarea acidului acetic
CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O
Se rup legătura C–O spre grupa OH din acidul acetic și legătura O–H din etanol; OH din acid și H din alcool pleacă sub forma unei molecule de apă, iar o nouă legătură C–O unește cele două părți în esterul acetat de etil. Reacția este reversibilă și ajunge la echilibru aproape fără schimb de căldură; acidul sulfuric concentrat o accelerează și reține apa, deplasând echilibrul spre ester.
În viața de zi cu zi: Acetatul de etil are miros fructat și este solventul din unele soluții de îndepărtat oja și adezivi; esteri asemănători dau aroma fructelor.
Întrebări frecvente
Ce este Reacții chimice 3D?
Reacții chimice 3D este o simulare interactivă gratuită din StudyFi Lab. Rulează direct în browser, fără înregistrare și fără instalare. Urmărește cum se rearanjează atomii când legăturile se rup și se formează
Reacții chimice 3D este gratuit?
Da. Reacții chimice 3D este complet gratuit. Funcționează în browser pe calculator, tabletă și telefon și nu ai nevoie de cont.
Ce pot explora în Reacții chimice 3D?
Formarea apei, Sinteza amoniacului, Sinteza clorurii de hidrogen, Formarea monoxidului de azot, Formarea dioxidului de azot, Oxidarea dioxidului de sulf, Arderea monoxidului de carbon, Formarea acidului carbonic, Descompunerea peroxidului de hidrogen, Electroliza apei, Descompunerea ozonului, Descompunerea tetraoxidului de diazot, Arderea metanului, Arderea etanului, Arderea propanului, Arderea etanolului, Arderea octanului, Respirația celulară, Fotosinteza, Clorurarea metanului, Hidrogenarea etenei, Bromurarea etenei, Hidratarea etenei, Esterificarea acidului acetic.
Înveți pentru un test?
Încarcă-ți notițele și StudyFi le transformă în flashcarduri, teste și podcasturi.