Die wissenschaftliche Untersuchung von Materie führt zur Entdeckung von zwei Haupttypen von Reaktionen, in denen Materie beteiligt ist: chemische Reaktionen und physikalische Reaktionen. Beide Reaktionstypen sind grundlegend für die Naturwissenschaften und bilden die Grundlage für das Verständnis des Universums und der verschiedenen Prozesse, die darin ablaufen. In diesem Artikel werden wir uns den Unterschied zwischen chemischen und physikalischen Reaktionen genauer ansehen.
Chemische Reaktionen
Chemische Reaktionen ändern die chemische Identität eines Stoffs. Wenn also eine chemische Reaktion stattfindet, verwandeln sich die Ausgangsstoffe (Reaktanten) in neue Stoffe, die Reaktionsprodukte. Hierfür sind Umsetzungen auf atomarer Ebene verantwortlich, bei denen Bindungen zwischen Atomen gebrochen oder neu gebildet werden. Diese Umsetzungen gehen meist mit einer Freisetzung oder Absorption von Energie in Form von Änderungen in der Temperatur, der Farbe, der Entstehung von Gasen oder der Bildung von Feststoffen einher.
Ein gängiges Beispiel für eine chemische Reaktion ist die Verbrennung von Brennstoffen wie Holz, Benzin oder Kohle, bei der sich diese Stoffe mit Sauerstoff verbinden und dabei Wärme, Licht und Rauch freisetzen. Eine andere chemische Reaktion ist die Bildung von Rost auf Metallen, wenn sie mit Wasser und Sauerstoff reagieren.
Physikalische Reaktionen
Physikalische Reaktionen hingegen betreffen keine Veränderung der chemischen Identität eines Stoffes. Stattdessen sind sie in der Regel mit einer Veränderung der physikalischen Eigenschaften eines Stoffes verbunden, wie z.B. dessen Aggregatzustand, Form, Größe, Volumen oder Farbe. Bei einer physikalischen Reaktion bleiben die chemischen Verbindungen oder Elemente im Wesentlichen unverändert, und die Veränderungen sind in der Regel reversibel.
Ein klassisches Beispiel für eine physikalische Reaktion ist das Schmelzen von Eis zu Wasser oder das Verdampfen von Wasser zu Wasserdampf. In beiden Fällen handelt es sich um eine Veränderung des Aggregatzustandes der Substanz (von fest zu flüssig bzw. von flüssig zu gasförmig), während die chemische Zusammensetzung unverändert bleibt (in beiden Fällen handelt es sich um H2O-Moleküle).
Unterschiede auf einen Blick
| Chemische Reaktionen | Physikalische Reaktionen | |
|---|---|---|
| Chemische Identität | Verändert | Unverändert |
| Atomare Verbindungen | Gebrochen oder neu gebildet | Unverändert |
| Energie | Freigesetzt oder aufgenommen | Im Allgemeinen weniger betroffen |
| Reversibilität | Im Allgemeinen irreversibel | Reversibel |
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Hauptunterschied zwischen chemischen und physikalischen Reaktionen in der Veränderung der chemischen Identität des Stoffes besteht. Während bei chemischen Reaktionen die chemische Zusammensetzung der Stoffe verändert wird, bleiben die chemischen Verbindungen bei physikalischen Reaktionen unverändert, und es kommt zu Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften der Stoffe.