Разделы сайта
Выбор редакции:
- Лицо зимы поэтические цитаты для детей
- Урок русского языка "мягкий знак после шипящих у существительных"
- Щедрое дерево (притча) Как придумать счастливый конец сказки щедрое дерево
- План-конспект урока по окружающему миру на тему "Когда наступит лето?
- Восточная Азия: страны, население, язык, религия, история Являясь противником лженаучных теорий деления человеческих рас на низшие и высшие, он доказал справед
- Классификация категорий годности к военной службе
- Неправильный прикус и армия Неправильный прикус не берут в армию
- К чему снится умершая мама живой: толкования сонников
- Под какими знаками зодиака рождаются в апреле
- К чему снится шторм на море волны
Реклама
Химические реакции. Классификация химических реакций. Что такое реакция разложения в химии? Примеры реакции разложения |
Химические свойства веществ выявляются в разнообразных химических реакциях. Превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и (или) строения, называются химическими реакциями . Часто встречается и такое определение: химической реакцией называется процесс превращения исходных веществ (реагентов) в конечные вещества (продукты). Химические реакции записываются посредством химических уравнений и схем, содержащих формулы исходных веществ и продуктов реакции. В химических уравнениях, в отличие от схем, число атомов каждого элемента одинаково в левой и правой частях, что отражает закон сохранения массы. В левой части уравнения пишутся формулы исходных веществ (реагентов), в правой части — веществ, получаемых в результате протекания химической реакции (продуктов реакции, конечных веществ). Знак равенства, связывающий левую и правую часть, указывает, что общее количество атомов веществ, участвующих в реакции, остается постоянным. Это достигается расстановкой перед формулами целочисленных стехиометрических коэффициентов, показывающих количественные соотношения между реагентами и продуктами реакции. Химические уравнения могут содержать дополнительные сведения об особенностях протекания реакции. Если химическая реакция протекает под влиянием внешних воздействий (температура, давление, излучение и т.д.), это указывается соответствующим символом, как правило, над (или «под») знаком равенства. Огромное число химических реакций может быть сгруппировано в несколько типов реакций, которым присущи вполне определенные признаки. В качестве классификационных признаков могут быть выбраны следующие: 1. Число и состав исходных веществ и продуктов реакции. 2. Агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции. 3. Число фаз, в которых находятся участники реакции. 4. Природа переносимых частиц. 5. Возможность протекания реакции в прямом и обратном направлении. 6. Знак теплового эффекта разделяет все реакции на: экзотермические реакции, протекающие с экзо -эффектом — выделение энергии в форме теплоты (Q>0, ∆H <0): С +О 2 = СО 2 + Q и эндотермические реакции, протекающие с эндо -эффектом — поглощением энергии в форме теплоты (Q<0, ∆H >0): N 2 +О 2 = 2NО — Q. Такие реакции относят к термохимическим . Рассмотрим более подробно каждый из типов реакций. Классификация по числу и составу реагентов и конечных веществ 1. Реакции соединения При реакциях соединения из нескольких реагирующих веществ относительно простого состава получается одно вещество более сложного состава: Как правило, эти реакции сопровождаются выделением тепла, т.е. приводят к образованию более устойчивых и менее богатых энергией соединений. Реакции соединения простых веществ всегда носят окислительно-восстановительный характер. Реакции соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как без изменения валентности: СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2 , так и относиться к числу окислительно-восстановительных: 2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3 . 2. Реакции разложения Реакции разложения приводят к образованию нескольких соединений из одного сложного вещества: А = В + С + D. Продуктами разложения сложного вещества могут быть как простые, так и сложные вещества. Из реакций разложения, протекающих без изменения валентных состояний, следует отметить разложение кристаллогидратов, оснований, кислот и солей кислородсодержащих кислот:
2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2 , Особенно характерны окислительно-восстановительные реакции разложения для солей азотной кислоты. Реакции разложения в органической химии носят название крекинга : С 18 H 38 = С 9 H 18 + С 9 H 20 , или дегидрирования C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 . 3. Реакции замещения При реакциях замещения обычно простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и другое сложное: А + ВС = АВ + С. Эти реакции в подавляющем большинстве принадлежат к окислительно-восстановительным: 2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 О 3 , Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2 , 2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2 , 2КСlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 . Примеры реакций замещения, не сопровождающихся изменением валентных состояний атомов, крайне немногочисленны. Следует отметить реакцию двуокиси кремния с солями кислородсодержащих кислот, которым отвечают газообразные или летучие ангидриды: СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2 , Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 О 5 , Иногда эти реакции рассматривают как реакции обмена : СН 4 + Сl 2 = СН 3 Сl + НСl. 4. Реакции обмена Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями: АВ + СD = АD + СВ. Если при реакциях замещения протекают окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда происходят без изменения валентного состояния атомов. Это наиболее распространенная группа реакций между сложными веществами — оксидами, основаниями, кислотами и солями: ZnO + Н 2 SО 4 = ZnSО 4 + Н 2 О, AgNО 3 + КВr = АgВr + КNО 3 , СrСl 3 + ЗNаОН = Сr(ОН) 3 + ЗNаСl. Частный случай этих реакций обмена — реакции нейтрализации : НСl + КОН = КСl + Н 2 О. Обычно эти реакции подчиняются законам химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества, осадка или малодиссоциирующего (для растворов) соединения: NаНСО 3 + НСl = NаСl + Н 2 О + СО 2 , Са(НСО 3) 2 + Са(ОН) 2 = 2СаСО 3 ↓ + 2Н 2 О, СН 3 СООNа + Н 3 РО 4 = СН 3 СООН + NаН 2 РО 4 . 5. Реакции переноса. При реакциях переноса атом или группа атомов переходит от одной структурной единицы к другой: АВ + ВС = А + В 2 С, А 2 В + 2СВ 2 = АСВ 2 +АСВ 3 . Например: 2AgCl + SnCl 2 = 2Ag + SnCl 4 , H 2 O + 2NO 2 = HNO 2 + HNO 3 . Классификация реакций по фазовым признакам В зависимости от агрегатного состояния реагирующих веществ различают следующие реакции: 1. Газовые реакции
2. Реакции в растворах NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н 2 О(ж) 3. Реакции между твердыми веществами
Классификация реакций по числу фаз. Под фазой понимают совокупность однородных частей системы с одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенных друг от друга поверхностью раздела. Все многообразие реакций с этой точки зрения можно разделить на два класса: 1.Гомогенные (однофазные) реакции. К ним относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах. 2.Гетерогенные (многофазные) реакции. К ним относят реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах. Например: газожидкофазные реакции CO 2 (г) + NaOH(p-p) = NaHCO 3 (p-p). газотвердофазные реакции СO 2 (г) + СаО(тв) = СаСO 3 (тв). жидкотвердофазные реакции Na 2 SO 4 (р-р) + ВаСl 3 (р-р) = ВаSО 4 (тв)↓ + 2NaСl(p-p). жидкогазотвердофазные реакции Са(НСО 3) 2 (р-р) + Н 2 SО 4 (р-р) = СО 2 (r) +Н 2 О(ж) + СаSО 4 (тв)↓. Классификация реакций по типу переносимых частиц 1. Протолитические реакции. К протолитическим реакциям относят химические процессы, суть которых заключается в переносе протона от одних реагирующих веществ к другим. В основе этой классификации лежит протолитическая теория кислот и оснований, в соответствии с которой кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а основанием — вещество, способное присоединять протон, например: К протолитическим реакциям относят реакции нейтрализации и гидролиза. 2. Окислительно-восстановительные реакции. К таковым относят реакции, в которых реагирующие вещества обмениваются электронами, изменяя при этом степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Например: Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 , FeS 2 + 8HNO 3 (конц) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O, Подавляющее большинство химических реакций относятся к окислительно-восстановительным, они играют исключительно важную роль. 3. Лиганднообменные реакции. К таковым относят реакции, в ходе которых происходит перенос электронной пары с образованием ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму. Например: Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2 , Fe + 5CO = , Al(OH) 3 + NaOH = . Характерной особенностью лиганднообменных реакций является то, что образование новых соединений, называемых комплексными, происходит без изменения степени окисления. 4. Реакции атомно-молекулярного обмена. К данному типу реакций относятся многие из изучаемых в органической химии реакций замещения, протекающие по радикальному, электрофильному или нуклеофильному механизму. Обратимые и необратимые химические реакции Обратимыми называют такие химические процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ. Для обратимых реакций уравнение принято записывать следующим образом: Две противоположно направленные стрелки указывают на то, что при одних и тех же условиях одновременно протекает как прямая, так и обратная реакция, например: СН 3 СООН + С 2 Н 5 ОН СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О. Необратимыми называют такие химические процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ. Примерами необратимых реакций может служить разложение бертолетовой соли при нагревании: 2КСlО 3 → 2КСl + ЗО 2 , или окисление глюкозы кислородом воздуха: С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О. Классификацию химических реакций в неорганической и органической химии осуществляют на основании различных классифицирующих признаков, сведения о которых приведены в таблице ниже. По изменению степени окисления элементовПервый признак классификации — по изменению степени окисления элементов, образующих реагенты и продукты. По числу и составу реагентов и продуктовХимические реакции классифицируются по характеру процесса, т.е по числу и составу реагентов и продуктов. Реакциями соединения
называют химические реакции, в результате которых сложные молекулы получаются из нескольких более простых, например: Реакциями разложения
называют химические реакции, в результате которых простые молекулы получаются из более сложных, например: Реакции разложения можно рассматривать как процессы, обратные соединению. Реакциями замещения
называют химические реакции, в результате которых атом или группа атомов в молекуле вещества замещается на другой атом или группу атомов, например: Их отличительный признак - взаимодействие простого вещества со сложным. Такие реакции есть и в органической химии. По возможности протекать в обратном направленииПо возможности протекать в обратном направлении – обратимые и необратимые. Обратимыми называют химические реакции, протекающие при данной температуре одновременно в двух противоположных направлениях с соизмеримыми скоростями. При записи уравнений таких реакций знак равенства заменяют противоположно направленными стрелками. Простейшим примером обратимой реакции является синтез аммиака взаимодействием азота и водорода: N 2 +3H 2 ↔2NH 3 Необратимыми называют реакции, протекающие только в прямом направлении, в результате которых образуются продукты, не взаимодействующие между собой. К необратимым относят химические реакции, в результате которых образуются малодиссоциированные соединения, происходит выделение большого количества энергии, а также те, в которых конечные продукты уходят из сферы реакции в газообразном виде или в виде осадка, например: HCl + NaOH = NaCl + H2O 2Ca + O 2 = 2CaO BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr По тепловому эффектуЭкзотермическими называют химические реакции, идущие с выделением теплоты. Условное обозначение изменения энтальпии (теплосодержания) ΔH, а теплового эффекта реакции Q. Для экзотермических реакций Q > 0, а ΔH < 0. Эндотермическими называют химические реакции, идущие с поглощением теплоты. Для эндотермических реакций Q < 0, а ΔH > 0. Реакции соединения как правило будут реакциями экзотермическими, а реакции разложения - эндотермическими. Редкое исключение - реакция азота с кислородом - эндотермическая: По фазеГомогенными называют реакции, протекающие в однородной среде (однородные вещества, в одной фазе, например г-г, реакции в растворах). Гетерогенными называют реакции, протекающие в неоднородной среде, на поверхности соприкосновения реагирующих веществ, находящихся в разных фазах, например, твердой и газообразной, жидкой и газообразной, в двух несмешивающихся жидкостях. По использованию катализатораКатализатор – вещество ускоряющее химическую реакцию. Каталитические реакции протекают только в присутствии катализатора (в том числе и ферментативные). Некаталитические реакции идут в отсутствие катализатора. По типу разрыва связейПо типу разрыва химической связи в исходной молекуле различают гомолитические и гетеролитические реакции. Гомолитическими называются реакции, при которых в результате разрыва связей образуются частицы, имеющие неспаренный электрон - свободные радикалы. Гетеролитическими называют реакции, протекающие через образование ионных частиц - катионов и анионов.
Радикальными (цепными) называют химические реакции с участием радикалов, например: CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl Ионными называют химические реакции, протекающие с участием ионов, например: KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓ Электрофильными называют гетеролитические реакции органических соединений с электрофилами - частицами, несущими целый или дробный положительный заряд. Они подразделяются на реакции электрофильного замещения и электрофильного присоединения, например: C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br Нуклеофильными называют гетеролитические реакции органических соединений с нуклеофилами - частицами, несущими целый или дробный отрицательный заряд. Они подразделяются на реакции нуклеофильного замещения и нуклеофильного присоединения, например: CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O Классификация органических реакцийКлассификация органических реакций приведена в таблице: 9.1. Какие бывают химические реакции Вспомним, что химическими реакциями мы называем любые химические явления природы. При химической реакции происходит разрыв одних и образование других химических связей. В результате реакции из одних химических веществ получаются другие вещества (см. гл. 1). Выполняя домашнее задание к § 2.5, вы познакомились с традиционным выделением из всего множества химических превращений реакций четырех основных типов, тогда же вы предложили и их названия: реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Примеры реакций соединения: C + O 2 = CO 2 ; (1) Примеры реакций разложения: 2Ag 2 O 4Ag + O 2 ; (4) Примеры реакций замещения: CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu ; (7)
Примеры реакций обмена: Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O;
(10) Традиционная классификация
химических реакций не охватывает все их
разнообразие – кроме реакций четырех основных
типов существует еще и множество более сложных
реакций. В другой группе реакций от одной реагирующей частицы к другой переходит ион водорода (Н +), то есть протон. Такие реакции называют кислотно-основными реакциями или реакциями с передачей протона . Среди приведенных примеров такими реакциями являются реакции 3, 10 и 11. По аналогии с этими реакциями окислительно-восстановительные реакции иногда называют реакциями с передачей электрона . С ОВР вы познакомитесь в § 2, а с КОР – в следующих главах. РЕАКЦИИ СОЕДИНЕНИЯ,
РЕАКЦИИ РАЗЛОЖЕНИЯ, РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ, РЕАКЦИИ
ОБМЕНА, ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ,
КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ.
9.2. Окислительно-восстановительные реакции Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию, протекающую в доменных печах при промышленном получении железа (точнее, чугуна) из железной руды: Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 . Определим степени окисления атомов, входящих в состав как исходных веществ, так и продуктов реакции
Как видите, степень окисления атомов углерода в результате реакции увеличилась, степень окисления атомов железа уменьшилась, а степень окисления атомов кислорода осталась неизменной. Следовательно, атомы углерода в этой реакции подверглись окислению, то есть потеряли электроны (окислились ), а атомы железа – восстановлению, то есть присоединили электроны (восстановились ) (см. § 7.16). Для характеристики ОВР используют понятия окислитель и восстановитель . Таким образом, в нашей реакции атомами-окислителями являются атомы железа, а атомами-восстановителями – атомы углерода. В нашей реакции веществом-окислителем
является оксид железа(III), а
веществом-восстановителем – оксид углерода(II).
Обратите внимание, что в результате реакции атомы-окислители (Fe +III) превратились в атомы-восстановители (Fe 0), а атомы-восстановители (C +II) превратились в атомы-окислители (C +IV). Но CO 2 в любых условиях очень слабый окислитель, а железо, хоть и является восстановителем, но в данных условиях значительно более слабым, чем CO. Поэтому продукты реакции не реагируют друг с другом, и обратная реакция не протекает. Приведенный пример является иллюстрацией общего принципа, определяющего направление протекания ОВР: Окислительно-восстановительные реакции протекают в направлении образования более слабого окислителя и более слабого восстановителя. Окислительно-восстановительные
свойства веществ можно сравнивать только в
одинаковых условиях. В некоторых случаях это
сравнение может быть проведено количественно. Пример 1. Составим уравнение реакции железа с хлором. Известно, что продуктом такой реакции является хлорид железа(III). Запишем схему реакции: Fe + Cl 2 FeCl 3 . Определим степени окисления атомов всех элементов, входящих в состав веществ, участвующих в реакции: Атомы железа отдают электроны, а
молекулы хлора их принимают. Выразим эти
процессы электронными уравнениями
: Чтобы число отданных электронов было равно числу принятых, надо первое электронное уравнение умножить на два, а второе – на три:
Введя коэффициенты 2 и 3 в схему
реакции, получаем уравнение реакции: Пример 2. Составим уравнение реакции горения белого фосфора в избытке хлора. Известно, что в этих условиях образуется хлорид фосфора(V):
Молекулы белого фосфора отдают электроны (окисляются), а молекулы хлора их принимают (восстанавливаются):
Полученные первоначально множители (2 и 20) имели общий делитель, на который (как будущие коэффициенты в уравнении реакции) и были разделены. Уравнение реакции: P 4 + 10Cl 2 = 4PCl 5 . Пример 3. Составим уравнение реакции, протекающей при обжиге сульфида железа(II) в кислороде. Схема реакции:
В этом случае окисляются и атомы
железа(II), и атомы серы(– II). В состав сульфида
железа(II) атомы этих элементов входят в отношении
1:1 (см. индексы в простейшей формуле).
Уравнение реакции: 4FeS + 7O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 . Пример 4 . Составим уравнение реакции, протекающей при обжиге дисульфида железа(II) (пирита) в кислороде. Схема реакции:
Как и в предыдущем примере, здесь тоже окисляются и атомы железа(II), и атомы серы, но со степенью окисления – I. В состав пирита атомы этих элементов входят в отношении 1:2 (см. индексы в простейшей формуле). Именно в этом отношении атомы железа и серы вступают в реакцию, что и учитывается при составлении электронного баланса:
Уравнение реакции: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 . Встречаются и более сложные случаи ОВР, с некоторыми из них вы познакомитесь, выполняя домашнее задание. АТОМ-ОКИСЛИТЕЛЬ,
АТОМ-ВОССТАНОВИТЕЛЬ, ВЕЩЕСТВО-ОКИСЛИТЕЛЬ,
ВЕЩЕСТВО-ВОССТАНОВИТЕЛЬ, МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО
БАЛАНСА, ЭЛЕКТРОННЫЕ УРАВНЕНИЯ.
9.3. Экзотермические реакции. Энтальпия Почему происходят химические реакции? Если при экзотермической реакции
теплота не успевает отводиться, то реакционная
система нагревается. СН 4(г) + 2О 2(г) = СО 2(г) + 2Н 2 О (г) выделяется столько теплоты, что метан
используется как топливо. СН 4(г) + 2О 2(г) = СО 2(г) + 2Н 2 О (г) + Q. Это так называемое термохимическое
уравнение
. Здесь символ "+Q
" означает,
что при сжигании метана выделяется теплота. Эта
теплота называется тепловым эффектом реакции
. 2Н 2(г) + О 2(г) = 2Н 2 О (г) + 484 кДж. Такая запись означает, что 484 килоджоуля теплоты выделится, если два моля водорода прореагируют с одним молем кислорода и при этом образуется два моля газообразной воды (водяного пара). Таким образом, в термохимических уравнениях коэффициенты численно равны количествам вещества реагентов и продуктов реакции . От чего зависит тепловой эффект каждой
конкретной реакции? Н 2 О (г) = Н 2 О (ж) + Q. В термохимических уравнениях, а при
необходимости и в обычных химических уравнениях,
агрегатные состояния веществ указываются с
помощью буквенных индексов: Q V = – U . Под внутренней энергией тела понимают суммарную энергию межмолекулярных взаимодействий, химических связей, энергию ионизации всех электронов, энергию связей нуклонов в ядрах и все прочие известные и неизвестные виды энергии, " запасенные" этим телом. Знак " – " обусловлен тем, что при выделении теплоты внутренняя энергия уменьшается. То есть U = – Q V . Если же реакция протекает при постоянном давлении, то объем системы может изменяться. На совершение работы по увеличению объема также уходит часть внутренней энергии. В этом случае U = – (Q P + A ) = –(Q P + P V ), где Q p – тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном давлении. Отсюда Q P = – U – P V . Величина, равная U + P V получила название изменение энтальпии и обозначается D H . H = U + P V . Следовательно Q P = – H . Таким образом, при выделении теплоты
энтальпия системы уменьшается. Отсюда старое
название этой величины: " теплосодержание" . Зависимость количества теплоты, выделяющейся в реакции (Q ) от теплового эффекта реакции (Q o) и количества вещества (n Б) одного из участников реакции (вещества Б – исходного вещества или продукта реакции) выражается уравнением: Здесь Б – количество вещества Б, задаваемое коэффициентом перед формулой вещества Б в термохимическом уравнении. Задача Определите количество вещества водорода, сгоревшего в кислороде, если при этом выделилось 1694 кДж теплоты. Решение
Химические реакции, их свойства, типы, условия протекания и прочая, являются одним из краеугольных столпов интересной науки под названием химия. Попробуем же разобрать что такое химическая реакция, и какова ее роль. Итак, химической реакцией в химии принято считать превращение одного либо нескольких веществ, в другие вещества. При этом ядра у них не меняются (в отличие от реакций ядерных), зато происходит перераспределение электронов и ядер, и, разумеется, появляются новые химические элементы. Химические реакции в природе и бытуМы с вами окружены химическими реакциями, более того мы сами их регулярно осуществляем различными бытовыми действиями, когда например, зажигаем спичку. Особенно много химических реакций сами того не подозревая (а может и подозревая) делают повара, когда готовят еду. Разумеется, и в природных условиях проходит множество химических реакций: извержение вулкана, листвы и деревьев, да что там говорить, практически любой биологический процесс можно отнести к примерам химических реакций. Типы химических реакцийВсе химические реакции можно условно разделить на простые и сложные. Простые химические реакции, в свою очередь, разделяются на:
Химическая реакция соединенияПо весьма меткому определению великого химика Д. И. Менделеева реакция соединения имеет место быть когда «их двух веществ происходит одно». Примером химической реакции соединения может быть нагревание порошков железа и серы, при которой из них образуется сульфид железа — Fe+S=FeS. Другим ярким примеров этой реакции является горение простых веществ, таких как сера или фосфор на воздухе (пожалуй, подобную реакцию можно также назвать тепловой химической реакцией). Химическая реакция разложенияТут все просто, реакция разложения является противоположностью реакции соединения. При ней из одного вещества получается два или более веществ. Простым примером химической реакции разложения может быть реакция разложение мела, в ходе которой из собственно мела образуется негашеная известь и углекислый газ. Химическая реакция замещенияРеакция замещения осуществляется при взаимодействии простого вещества со сложным. Приведем пример химической реакции замещения: если опустить стальной гвоздь в раствор с медным купоросом, то в ходе этого простого химического опыта мы получим железный купорос (железо вытеснит медь из соли). Уравнение такой химической реакции будет выглядеть так: Fe+CuSO 4 → FeSO 4 +Cu Химическая реакция обменаРеакции обмена проходят исключительно между сложными химическими веществами, в ходе которых они меняются своими частями. Очень много таких реакций имеют место быть в различных растворах. Нейтрализация кислоты желчью – вот хороший пример химической реакции обмена. NaOH+HCl→ NaCl+Н 2 О Так выглядит химическое уравнение этой реакции, при ней ион водорода из соединения HCl обменивается ионом натрия из соединения NaOH. Следствием этой химической реакции является образование раствора поваренной соли. Признаки химических реакцийПо признакам протекания химических реакций можно судить прошла ли химическая реакция между реагентами или нет. Приведем примеры признаков химических реакций:
В целом, трудно выделить какие признаки химических реакций являются основными, для разных веществ и разных реакций характерны свои признаки. Как определить признак химической реакцииОпределить признак химической реакции можно визуально (при изменении цвета, свечении), или по результатам этой самой реакции. Скорость химической реакцииПод скоростью химической реакции обычно понимают изменение количества одного из реагирующих веществ за единицу времени. Притом, скорость химической реакции всегда положительная величина. В 1865 году химиком Н. Н. Бекетовым был сформулирован закон действия масс гласящий, что «скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведенным в степени, равные их стехиометрическим коэффициентам». К факторам скорости химической реакции можно отнести:
Все они имеют самое прямое влияние на скорость протекания химической реакции. Равновесие химической реакцииХимическим равновесием называют такое состояние химической системы, при котором протекает несколько химических реакций и скорости в каждой паре прямой и обратной реакции равны между собой. Таким образом, выделяется константа равновесия химической реакции – это та величина, которая определяет для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия. Зная константу равновесия можно определить направление протекания химической реакции. Условия возникновения химических реакцийЧтобы положить начало химических реакций, необходимо для этого создать соответствующие условия:
Тепловой эффект химической реакцииТак называют изменение внутренней энергии системы как результат протекания химической реакции и превращения исходных веществ (реактантов) в продукты реакции в количествах, соответствующих уравнению химической реакции при следующих условиях:
Химические реакции, видеоИ в завершение интересно видео про самые удивительные химические реакции.
Во время химических реакций из одних веществ получаются другие (не путать с ядерными реакциями, в которых один химический элемент превращается в другой). Любая химическая реакция описывается химическим уравнением : Реагенты → Продукты реакции Стрелка указывает направление протекания реакции. Например: В данной реакции метан (СН 4) реагирует с кислородом (О 2), в результате чего образуется диоксид углерода (СО 2) и вода (Н 2 О), а точнее - водяной пар. Именно такая реакция происходит на вашей кухне, когда вы поджигаете газовую конфорку. Читать уравнение следует так: одна молекула газообразного метана вступает в реакцию с двумя молекулами газообразного кислорода, в результате получается одна молекула диоксида углерода и две молекулы воды (водяного пара). Числа, расположенные перед компонентами химической реакции, называются коэффициентами реакции . Химические реакции бывают эндотермическими (с поглощением энергии) и экзотермические (с выделением энергии). Горение метана - типичный пример экзотермической реакции. Существует несколько видов химических реакций. Самые распространенные:
Реакции соединенияВ реакциях соединения хотя бы два элемента образуют один продукт: 2Na (т) + Cl 2 (г) → 2NaCl (т) - образование поваренной соли. Следует обратить внимание на существенный нюанс реакций соединения: в зависимости от условий протекания реакции или пропорций реагентов, вступающих в реакцию, - ее результатом могут быть разные продукты. Например, при нормальных условиях сгорания каменного угля получается углекислый газ: Если же количество кислорода недостаточно, то образуется смертельно опасный угарный газ: Реакции разложенияЭти реакции являются, как бы, противоположными по сути, реакциям соединения. В результате реакции разложения вещество распадается на два (3, 4...) более простых элемента (соединения):
Реакции одинарного замещенияВ результате реакций одинарного замещения, более активный элемент замещает в соединении менее активный: Zn (т) + CuSO 4 (р-р) → ZnSO 4 (р-р) + Cu (т) Цинк в растворе сульфата меди вытесняет менее активную медь, в результате чего образуется раствор сульфата цинка. Степень активности металлов по возрастанию активности:
Ионное уравнение вышеприведенной реакции будет иметь вид: Zn (т) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (т) Ионная связь CuSO 4 при растворении в воде распадается на катион меди (заряд 2+) и анион сульфата (заряд 2-). В результате реакции замещения образуется катион цинка (который имеет такой же заряд, как и катион меди: 2-). Обратите внимание, что анион сульфата присутствует в обеих частях уравнения, т.е., по всем правилам математики его можно сократить. В итоге получится ионно-молекулярное уравнение: Zn (т) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (т) Реакции двойного замещенияВ реакциях двойного замещения происходит замещение уже двух электронов. Такие реакции еще называют реакциями обмена . Такие реакции проходят в растворе с образованием:
Реакции осажденияПри смешивании раствора нитрата серебра (соль) с раствором хлорида натрия образуется хлорид серебра: Молекулярное уравнение: KCl (р-р) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (т) + KNO 3 (p-p) Ионное уравнение: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (т) + K + + NO 3 - Молекулярно-ионное уравнение: Cl - + Ag + → AgCl (т) Если соединение растворимое, оно будет находиться в растворе в ионном виде. Если соединение нерастворимое, оно будет осаждаться, образовывая твердое вещество. Реакции нейтрализацииЭто реакции взаимодействия кислот и оснований, в результате которых образуются молекулы воды. Например, реакция смешивания раствора серной кислоты и раствора гидроксида натрия (щелока): Молекулярное уравнение: H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na 2 SO 4 (p-p) + 2H 2 O (ж) Ионное уравнение: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (ж) Молекулярно-ионное уравнение:2H + + 2OH - → 2H 2 O (ж) или H + + OH - → H 2 O (ж) Реакции окисленияЭто реакции взаимодействия веществ с газообразным кислородом, находящимся в воздухе, при которых, как правило, выделяется большое количество энергии в виде тепла и света. Типичная реакция окисления - это горение. В самом начале данной страницы приведена реакция взаимодействия метана с кислородом: CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + 2H 2 O (г) Метан относится к углеводородам (соединения из углерода и водорода). При реакции углеводорода с кислородом выделяется много тепловой энергии. Окислительно-восстановительные реакцииЭто реакции при которых происходит обмен электронами между атомами реагентов. Рассмотренные выше реакции, также являются окислительно-восстановительными реакциями:
Максимально подробно окислительно-восстановительные реакции с большим количеством примеров решения уравнений методом электронного баланса и методом полуреакций описаны в разделе |
Читайте: |
---|
Популярное:
Зодиак убийца. Кто он? Под какими знаками зодиака родилось больше всего серийных маньяков |
Новое
- Урок русского языка "мягкий знак после шипящих у существительных"
- Щедрое дерево (притча) Как придумать счастливый конец сказки щедрое дерево
- План-конспект урока по окружающему миру на тему "Когда наступит лето?
- Восточная Азия: страны, население, язык, религия, история Являясь противником лженаучных теорий деления человеческих рас на низшие и высшие, он доказал справед
- Классификация категорий годности к военной службе
- Неправильный прикус и армия Неправильный прикус не берут в армию
- К чему снится умершая мама живой: толкования сонников
- Под какими знаками зодиака рождаются в апреле
- К чему снится шторм на море волны
- Учет расчетов с бюджетом