Kimyasal Tepkime Nedir? Giren Maddeler, Ürünler ve Belirtileri

Kimyasal tepkimenin tanımı

Kimyasal tepkime, bir ya da daha fazla maddenin yapısındaki atomların yeniden düzenlenmesiyle yeni maddelerin oluştuğu değişimdir. Oluşan ürünler, tepkimeye giren maddelerden farklı kimyasal özelliklere sahip olur. Örneğin odunun yanması sırasında odun ve havadaki oksijen, karbondioksit, su buharı ve kül gibi yeni maddelerin oluşmasına yol açar. Bu nedenle yanma yalnızca odunun biçim veya hâl değiştirmesi değildir; kimyasal bir tepkimedir.

Tepkime sırasında atomlar ortadan kaybolmaz ve başka elementlerin atomlarına dönüşmez. Giren maddelerdeki atomlar arasındaki bağlar kopabilir, atomlar yeni bağlarla farklı gruplar oluşturabilir. Böylece maddelerin kimliği değişir. Bir tepkimenin gerçekleştiğini anlamada gözlenen belirtiler yardımcı olsa da temel ölçüt, yeni maddelerin oluşmasıdır.

Kimyasal tepkimeler farklı biçimlerde sınıflandırılabilir; tepkime türleri ayrı bir konunun kapsamındadır. Bir tepkimenin ne kadar hızlı gerçekleştiği ve bu hızı etkileyen koşullar da ayrıca incelenir.

Giren maddeler ve ürünler

Bir kimyasal tepkimenin başlangıcında bulunan ve değişime katılan maddelere giren maddeler denir. Tepkime ilerlerken bu maddelerin atomları arasındaki düzen değişir ve tepkime sonunda yeni maddeler meydana gelir. Oluşan bu yeni maddeler ürünlerdir. Kısaca giren maddeler tepkimeye başlayan, ürünler ise tepkimeden çıkan maddelerdir.

Örneğin metanın oksijenle tepkimesinde metan ve oksijen giren maddelerdir; karbondioksit ve su ise ürünlerdir. Burada ürünlerin atomları, giren maddelerde bulunan atomların yeniden düzenlenmesiyle oluşur. Bir giren madde tamamen tükenmeyebilir; maddeler uygun oranlarda bulunmadığında bazı giren maddeler artabilir. Ancak hangi maddenin ne kadar ürüne dönüşeceği, tepkimedeki atomların korunmasına ve maddelerin tepkime oranlarına bağlıdır.

Kimyasal tepkimeler çoğu zaman giren maddeleri ve ürünleri bir okla ayıran kimyasal denklemlerle gösterilir. Denklemlerin yazılması ve denkleştirilmesi, maddelerin formüllerini doğru kullanmayı ve her elementin atom sayısını iki tarafta eşitlemeyi gerektirir; bu işlem ayrı bir konudur.

Kimyasal tepkimenin temel belirtileri

Kimyasal tepkime sırasında gözlenebilen bazı değişimler, yeni maddelerin oluştuğuna işaret eder. Rengin kalıcı biçimde değişmesi, gaz çıkışıyla kabarcıkların oluşması, çözelti içinde daha sonra ayrılan katı bir çökelti meydana gelmesi ve ısı ya da ışık değişimi bu belirtiler arasındadır. Örneğin iki çözelti karıştırıldığında bulanıklık veya dibe çöken katı oluşması, yeni bir maddenin meydana gelmiş olabileceğini gösterir.

Bu belirtiler tek başına her zaman kesin kanıt olarak değerlendirilmemelidir. Bir maddenin hâl değiştirmesi sırasında da görünüm veya sıcaklık değişebilir; bu durumda yeni bir madde oluşmayabilir. Bu yüzden gözlenen belirti, maddelerin tepkime öncesi ve sonrası özellikleriyle birlikte düşünülmelidir. Kimyasal tepkimelerdeki enerji değişimleri daha ayrıntılı olarak termokimya başlığında ele alınır.

Kimyasal ve fiziksel değişim arasındaki temel fark

Kimyasal değişimde maddelerin kimliği değişir ve yeni maddeler oluşur. Kâğıdın yanması, demirin paslanması veya sütün ekşimesi bu duruma örnektir. Bu olaylarda başlangıçtaki maddelerin yapısı değiştiği için yalnızca maddeyi kesmek, eritmek ya da başka bir kaba aktarmak gibi işlemlerle başlangıç durumuna dönmek genellikle mümkün değildir.

Fiziksel değişimde ise maddenin kimliği korunur; yalnızca hâli, şekli, boyutu veya görünüşü değişir. Buzun erimesi, suyun buharlaşması ve kâğıdın kesilmesi fiziksel değişime örnektir. Buz eridiğinde yine su bulunur; suyun katı hâlden sıvı hâle geçmesi yeni bir madde oluşturmaz. Bu nedenle bir olayı ayırt ederken yalnızca renk, şekil veya hâl değişimine değil, yeni bir maddenin oluşup oluşmadığına bakılır.

Atomların yeniden düzenlenmesi ve kütlenin korunumu

Kimyasal tepkimede atomlar yok olmaz, yoktan var olmaz ve temel düzeyde başka elementlerin atomlarına dönüşmez. Giren maddelerdeki atomlar arasındaki bağlar değişir; aynı atomlar ürünlerde farklı bir düzende yer alır. Örneğin suyun oluşumunda hidrojen ve oksijen atomları yeni bir madde olan suyu oluşturacak şekilde bir araya gelir. Ürünün özellikleri farklı olsa da onu oluşturan atomların kaynakları giren maddelerdir.

Bu durum kütlenin korunumu ile ilişkilidir. Kapalı bir sistemde tepkime öncesindeki toplam kütle, tepkime sonrasındaki toplam kütleye eşittir. Gaz açığa çıktığında kap açık bırakılırsa kütle azalmış gibi görünebilir; aslında gaz çevreye yayıldığı için ölçüm sistemden çıkan maddeyi içermez. Bu nedenle kimyasal tepkimeleri temsil eden denklemlerde her elementin atom sayısı girenler ve ürünler tarafında aynı olmalıdır. Formüllerin alt indislerini değiştirmek maddenin kimliğini değiştireceğinden, atomların korunumu bu yolla sağlanamaz; kimyasal denklemde maddelerin kimliğini koruyan katsayılar kullanılır.

Günlük yaşamdan kimyasal tepkime örnekleri

Yakıtların yanması, demirin oksijen ve nem etkisiyle paslanması ve besinlerin sindirim sırasında daha küçük maddelere dönüşmesi günlük yaşamda karşılaşılan kimyasal tepkimelerdir. Bu olayların ortak yönü, başlangıçtaki maddelerden farklı özelliklere sahip yeni maddelerin oluşmasıdır.