Nuklearna reakcija protiv kemijske reakcije
Sve promjene koje se događaju u okolišu posljedica su kemijskih ili nuklearnih reakcija. Što to znači i kako se međusobno razlikuju, raspravlja se u nastavku.
Kemijska reakcija
Kemijska reakcija je proces pretvaranja skupa tvari u drugi skup tvari. Tvari na početku reakcije poznate su kao reaktanti, a tvari nakon reakcije poznate su kao produkti. Kada se jedan ili više reaktanata pretvara u proizvode, oni mogu proći kroz različite modifikacije i energetske promjene. Kemijske veze u reaktantima se kidaju i stvaraju se nove veze koje stvaraju proizvode koji su potpuno različiti od reaktanata. Ova vrsta kemijske modifikacije poznata je kao kemijske reakcije. Kemijske reakcije opisuju se pomoću kemijskih jednadžbi. Brojne su varijable koje kontroliraju reakcije. Neki od tih čimbenika su koncentracije reaktanata, katalizatora, temperatura, učinci otapala, pH, a ponekad i koncentracije proizvoda itd. Uglavnom, proučavanjem termodinamike i kinetike, možemo izvući mnoge zaključke o reakcijama i kontrolirati ih. Termodinamika je nauka o transformacijama energije. Bavi se samo energijom i položajem ravnoteže u reakciji. Nema se što reći o brzini postizanja ravnoteže. Ovo pitanje je u domeni kinetike.
Brzina reakcije jednostavno je pokazatelj brzine reakcije. Stoga se može smatrati parametrom koji određuje koliko je brza ili spora reakcija. Naravno, neke reakcije su vrlo spore, tako da ne možemo niti vidjeti reakciju koja se odvija osim ako je ne promatramo jako dugo. Na primjer, trošenje stijena kemijskim procesima je spora reakcija koja se odvija godinama. Nasuprot tome, reakcija komadića kalija s vodom je vrlo brza; stoga proizvodi veliku količinu topline i smatra se snažnom reakcijom. Razmotrite sljedeću reakciju u kojoj reaktanti A i B prelaze u produkte C i D.
a A + b B → c C + d D
Brzina reakcije može se dati u smislu bilo kojeg od dva reaktanta ili proizvoda.
Stopa=-1/a × d[A]/dt=-1/b × d[B]/dt=1/c × d[C]/dt=1/d × d[D] /dt
Ovdje su a, b, c i d stehiometrijski koeficijenti reaktanata i proizvoda. Za reaktante, jednadžba brzine napisana je s predznakom minus, jer se produkti troše kako reakcija napreduje. Međutim, kako se proizvodi povećavaju, daju im se pozitivni znakovi.
Nuklearna reakcija
Jezgre atoma ili subatomske čestice sudjeluju u nuklearnim reakcijama. Nuklearna fisija i nuklearna fuzija dvije su glavne vrste nuklearnih reakcija. Nuklearne reakcije uglavnom se koriste za stvaranje energije jer proizvode energiju u mnogo većim količinama od kemijskih reakcija. U reakciji fisije, velika nestabilna jezgra se dijeli na manje stabilne jezgre i pritom se oslobađa energija. U fuzijskoj reakciji dvije vrste jezgri se spajaju zajedno, oslobađajući energiju.
Koja je razlika između nuklearne i kemijske reakcije?
• U kemijskim reakcijama atomi, ioni, molekule ili spojevi djeluju kao reaktanti, dok u nuklearnim reakcijama sudjeluju jezgre atoma ili subatomske čestice.
• U kemijskim reakcijama dolazi do promjena u elektronima atoma. U nuklearnim reakcijama, promjene se uglavnom događaju u jezgri atoma.
• Energija uključena u nuklearne reakcije puno je veća od one u kemijskim reakcijama.
• Brzina kemijske reakcije ovisi o čimbenicima poput tlaka i temperature, ali nuklearne reakcije ne ovise o tim čimbenicima, kao kemijske reakcije.
