Tuumareaktsioon vs keemiline reaktsioon
Kõik keskkonnas toimuvad muutused on tingitud kas keemilistest või tuumareaktsioonidest. Mida need tähendavad ja kuidas need üksteisest erinevad, arutatakse allpool.
Keemiline reaktsioon
Keemiline reaktsioon on ainete kogumi muundamine teiseks ainekogumiks. Reaktsiooni alguses olevaid aineid nimetatakse reaktiivideks ja reaktsioonijärgseid aineid toodeteks. Kui üks või mitu reagenti muunduvad toodeteks, võivad need läbida erinevaid modifikatsioone ja energiamuutusi. Reagentides olevad keemilised sidemed katkevad ja moodustuvad uued sidemed, et tekitada tooteid, mis on reagentidest täiesti erinevad. Sellist keemilist modifikatsiooni nimetatakse keemilisteks reaktsioonideks. Keemilisi reaktsioone kirjeldatakse keemiliste võrrandite abil. Reaktsioone reguleerivad arvukad muutujad. Mõned neist teguritest on reagentide kontsentratsioonid, katalüsaatorid, temperatuur, lahusti mõju, pH ja mõnikord ka toote kontsentratsioonid jne. Peamiselt saame termodünaamikat ja kineetikat uurides teha palju järeldusi reaktsiooni kohta ja neid juhtida. Termodünaamika uurib energia muundumisi. See puudutab ainult reaktsiooni energeetikat ja tasakaalu asendit. Sellel pole midagi öelda selle kohta, kui kiiresti tasakaal saavutatakse. See küsimus kuulub kineetika valdkonda.
Reaktsioonikiirus näitab lihts alt reaktsiooni kiirust. Seega võib seda pidada parameetriks, mis määrab, kui kiire või aeglane reaktsioon on. Loomulikult on mõned reaktsioonid väga aeglased, nii et me ei saa isegi näha reaktsiooni toimuvat, kui me seda väga pikka aega ei jälgi. Näiteks kivimite murenemine keemiliste protsesside tõttu on aeglane reaktsioon, mis toimub aastate jooksul. Seevastu kaaliumitüki reaktsioon veega on väga kiire; seega tekitab see suure hulga soojust ja seda peetakse jõuliseks reaktsiooniks. Mõelge järgmisele reaktsioonile, kus reagendid A ja B lähevad toodetesse C ja D.
a A + b B → c C + d D
Reaktsiooni kiiruse võib esitada kahe reagendi või produktina.
Määrus=-1/a × d[A]/dt=-1/b × d[B]/dt=1/c × d[C]/dt=1/d × d[D] /dt
Siin on a, b, c ja d reagentide ja produktide stöhhiomeetrilised koefitsiendid. Reagentide puhul kirjutatakse kiirusvõrrand miinusmärgiga, kuna produktid kahanevad reaktsiooni edenedes. Kuna aga toodete hulk suureneb, antakse neile positiivseid märke.
Tuumareaktsioon
Aatomi tuumad või subatomilised osakesed osalevad tuumareaktsioonides. Tuuma lõhustumine ja tuumasünteesi on kaks peamist tüüpi tuumareaktsioone. Tuumareaktsioone kasutatakse peamiselt energia tootmiseks, kuna see toodab energiat palju suuremates kordades kui keemilised reaktsioonid. Lõhustumisreaktsioonis jaguneb suur ebastabiilne tuum väiksemateks stabiilseteks tuumadeks ja selle käigus vabaneb energia. Termotuumasünteesi reaktsioonis kombineeritakse kahte tüüpi tuumad, vabastades energiat.
Mis vahe on tuuma- ja keemilisel reaktsioonil?
• Keemilistes reaktsioonides toimivad aatomid, ioonid, molekulid või ühendid reagentidena, samas kui tuumareaktsioonides osalevad aatomite tuumad või subatomilised osakesed.
• Keemilistes reaktsioonides toimuvad muutused aatomite elektronides. Tuumareaktsioonides toimuvad muutused peamiselt aatomite tuumas.
• Tuumareaktsioonides osalev energia on palju suurem kui keemilistes reaktsioonides.
• Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub sellistest teguritest nagu rõhk ja temperatuur, kuid tuumareaktsioonid ei sõltu neist teguritest, nagu keemilised reaktsioonid.
