붉은 양배추가 다른 액체에서 파란색, 자주색 또는 분홍색으로 변하는 이유는 무엇입니까? 가열 될 때 왜 스테이크가 갈색으로 변하는가? 오븐이 머핀을 굽을 수있는 이유는 무엇입니까? 더 높은 온도 오븐이 당근을 더 쉽게 태우는 이유는 무엇입니까? 이 모든 것은 화학 반응으로 설명 될 수 있습니다. 화학 반응은 식품 화학의 중심에 있으며 식품에서 흥미로운 현상을 많이 설명하는 데 사용될 수 있습니다.
이 게시물에서 우리는 화학 반응의 개념을 소개하고 기본 사항을 논의하고 이론에 중점을 둡니다. 이것이 우리 가이 식품 화학 기본 시리즈에서하는 일입니다. 블로그 에서이 지식을 적용하는 많은 기사를 찾을 수 있습니다!
화학 반응이란 무엇입니까?
화학 반응에서 분자는 서로 반응합니다. 결과적으로 일부 분자는 사라지고 다른 분자는 형성 될 것입니다. 화학 반응 중에는 동일한 및 나가는 원자를 갖게되지만 새로운 구조로 바뀌게됩니다. (원자 및 분자의 개념이 당신에게 익숙하지 않은 경우, 먼저 원자 및 분자 에서이 게시물을 살펴보십시오!).
.식품 화학자들은 이러한 화학 반응을 많이 조사합니다. 그들은 내고 나가는 분자의 구조를 모두 연구하고 그러한 반응 동안 정확히 무슨 일이 일어나는지 알아 내려고 노력할 것입니다. 화학 반응은 특정 패턴을 따릅니다. 일부 원자 그룹은 매우 반응성이 높지만 다른 그룹은 그렇지 않으며 화학자는 화학 반응을 예측하고 설명하는 데 도움이됩니다.
.
화학 반응은 매우 복잡 할 수 있지만 매우 간단한 단어로는 단순히 서로 튀는 분자입니다. 서로 튀는 것은 그들에게 원자를 공유/폐기/방출하여 새로운 분자를 형성하게합니다!
화학 반응 작성
앞에서 논의한 바와 같이, 분자는 함께 결합 된 여러 원자로 구성됩니다. 화학 공식을 사용하여 화학자는 분자를 쉽게 설명 할 수 있습니다. 화학적 공식에서 분자가 존재하는 원자의 수와 유형이 나타납니다.
이 화학 공식은 화학 반응을 설명하기 위해 다시 사용됩니다. 화학 반응을 나타 내기 위해 화학자들은 먼저 처음에 존재하는 분자의 모든 화학적 공식을 기록합니다. 그런 다음 화살표를 그릴 것입니다 (반응을 나타내는 반응). 화살표의 오른쪽에 화학 반응 중에 형성되는 모든 분자는 기록됩니다.
.시작과 끝에 존재하는 분자 (따라서 반응하지 않음)는 그 공식으로 기록되지 않습니다.
아래에서 그러한 반응의 예를 찾을 수 있습니다 :
6 Co 2 + 6 h 2 o -> c 6 H 12 o 6 + 6 o 2
왼쪽은 6 개의 이산화탄소를 볼 수 있습니다 (Co 2 ) 분자 및 6 개의 물 (H 2 o) 분자. 이들 반응 및 형태 1 포도당 분자 (c 6 H 12 o 6 ) 및 6 개의 산소 분자 (O 2 ). 이 반응은 광합성을 나타내며, 햇빛의 영향을받는 식물에서 발생하는 복잡한 과정입니다. 식물은 물과 이산화탄소에서 '에너지'(포도당)을 만듭니다.
화학 반응에서 화살표의 왼쪽에있는 원자의 수는 오른쪽과 동일하다는 점에 유의해야합니다. 위의 방정식에서는 왼쪽에 6 개의 탄소 원자가 있고 오른쪽에는 6 개의 탄소 원자가 있음을 알 수 있습니다. 수소 (H) 및 산소 (O) 원자도 동일하게 유지됩니다 (12 및 18).
.화학 반응 및 에너지 - 발열 대 흡열
화학 반응은 모든 종류의 다른 범주로 분류 될 수 있습니다. 그것들을 그룹화하는 방법 중 하나는 발열과 흡열에 있습니다. 이 용어는 반응의 순 에너지가 양수인지 부정적인지 사실을 나타냅니다. 다시 말해, 반응 중에 많은 에너지 (예 :열 또는 교반)를 넣거나 에너지가 방출되어야합니까 (예 :화재의 열)
음식에서는 상당히 많은 반응이 흡열이므로 반응 중에 방출되는 더 많은 에너지를 넣어야합니다. 예를 들어 케이크를 굽는 것입니다. 반응이 계속되기 위해서는 케이크를 계속 가열해야합니다.
발열 및 흡열은 화학자에게 매우 중요한 용어입니다. 식품 화학에서는 자주 사용하지 않지만 개념에 익숙합니다. 아래 비디오를 살펴보십시오.
화학 반응 시작 - 활성화 에너지
일부 화학 반응은 반응 동안 (발열 반응) 에너지를 방출하지만 대부분의 반응은 즉시 또는 자발적으로 시작되지 않습니다. 종종 소위 활성화 에너지를 극복해야합니다. 반응을 시작하기 위해 분자들에게 여분의 에너지를 주어야합니다. 이것은 예를 들어 특정 온도에 분자의 혼합물을 가져와 수행 할 수 있습니다. 그러나이 반응에서 에너지 (열)은 다시 자유 로워 질 수 있습니다.
화학 반응의 활성화 에너지를 낮추는 다양한 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 촉매를 사용하는 것입니다. 촉매는 활성화 에너지를 낮추어 반응을 돕지 만 반응 자체에 참여하지 않는 구성 요소입니다. 식품 효소에서는 매우 흔한 촉매입니다.
화학 반응의 방향 - 평형
위의 화학 반응의 예에서는 오른쪽을 향한 하나의 화살 만 볼 수 있습니다. 이것은 반응이 왼쪽에서 오른쪽으로 만 진행됩니다. 그러나 많은 경우 화학 반응은 평형입니다. 이것은 화학 반응이 왼쪽에서 오른쪽으로 갈 수 있고 그 반대도 마찬가지입니다.
평형 반응의 매우 일반적인 예는 산/염기 반응입니다 (아래 참조). 산 (AH)은 산 (AH)으로 존재할 수 있지만 상황이 그러한 경우 양성자 (h)를 잃고 2로 나눌 수 있습니다. 이 작업을 다시 할 수는 있지만 뒤로 물러납니다.
ah <--> h + a
반응이 발생하는 방식은 다양한 요인에 달려 있습니다. 위에서 언급 한 예에서, 다른 구성 요소의 농도는 예를 들어 역할을 할 수 있습니다.
이 현상을 간단한 말로 설명하는 아주 멋진 YouTube 비디오 (Ted Ed 채널에서)를 찾았습니다.
화학 반응 속도 - 동역학
음식에 대한 반응에 우리의 지식을 적용하기 전에 우리가 만질 필요가있는 한 가지 더 반응의 속도가 있습니다. 반응 속도는 많은 매개 변수에 의해 영향을받을 수 있습니다. 몇 가지 예를 드리겠습니다.
- 온도 :거의 모든 반응 속도가 더 높은 온도에서 더 높습니다. 더 높은 온도에서 분자는 더 많이 움직입니다. 이로 인해 더 자주 바운스가 발생하여 더 많은 반응을 보입니다. 음식에서 :벌집을 생각하십시오.
- 분자 농도 :모든 반응 속도가 분자의 농도에 의존하는 것은 아니지만 많은 일입니다. 이 경우 특정 부피로 분자가 많을수록 반응이 더 빨라질 것입니다. 더 많은 분자가 있기 때문에 다른 분자로 튀어 오를 가능성이 훨씬 높습니다.
- 압력 :더 높은 압력은 분자의 공간이 적으며, 따라서 더 높은 반응 속도를 의미합니다. 다시, 그들은 서로 더 자주 튀어 나올 것입니다. 요리에서 :압력솥을 생각하십시오!
방금 논의한 각 주제에 대해 아마도 우리는 아마도 책을 쓸 수 있었을 것입니다. 실제로,이 모든 주제에 관한 책이 작성되었습니다! 다음 섹션에서 사용할 수있는 근본적인 이해를 제공하기를 희망하면서 여기에서만 기본 사항을 다루었습니다.
추가 읽기
화학 반응을 적용하는 블로그의 모든 사례는 예를 들어, 리베이닝 제제, Maillard 반응 또는 오렌지 및 붉은 양배추의 색상을 논의 할 때 찾을 수 있습니다.
