Conceptul de reacții chimice și clasificarea acestora

A + B = AB un compus format din mai multe substanțe simple sau complexe

AB = A + B Din substanța complexă produsă de mai multe substanțe simple sau complexe

Un atom de substanță simplu + BC = AC + B inlocuieste unul din atomii unui complex

Substanțele complexe AB + CD = AD + CB face schimb de părțile lor componente

1. Reacțiile compușilor. Mendeleev definit compus ca o reacție „, în care două substanțe apare una. Astfel, atunci când un compus din mai multe reacții ale reactanților compoziție relativ simplu obținută compoziție o substanță ce mai complexă

Prin reacția unui compus al proceselor de ardere includ substanțe simple (sulf, fosfor, carbon) în aer. De exemplu, arsurile de carbon în aer C + O2 = CO2 (desigur, această reacție are loc carbon gradat, se formează mai întâi monoxidului CO). De obicei, aceste reacții sunt însoțite de generarea de căldură, adică, conduc la formarea de compuși bogate în energie mai stabile și mai puțin - sunt exoterme.

Reacționând un compus de substanțe simple sunt întotdeauna caracter redox. Reacțiile combinate între substanțe complexe pot să apară atât valenței neschimbat

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca (HCO3) 2

și să fie printre redox

2FeSl2 + Cl2 = 2FeSl3.

2. Reacțiile de descompunere. Reacțiile chimice de descompunere, în conformitate cu Mendeleev, „cazuri, conexiunea inversă, adică acelea în care o singură substanță furnizează două sau, în general, un anumit număr de substanțe - mai multe dintre ele.

Reacțiile de descompunere ca rezultat formarea mai multor compuși din unul substanțe complexe

Produsele de degradare a unui compus poate fi substanțe atât simple și complexe. Un exemplu al reacției de descompunere poate servi ca o reacție de descompunere chimică cretă (calcar sau sub temperatura): CaCO3 = CaO + CO2. Pentru efectuarea reacției de descompunere, de obicei, necesită o încălzire. Astfel de procese - endotermă, adică continua cu absorbția căldurii. Din reacțiile de descompunere care au loc fără o schimbare stări de valență, trebuie remarcat faptul de descompunere cristaline, baze, acizi și săruri acide ale oxygenated

CuSO4 5H2O = CuSO4 + 5H2O,

Cu (OH) 2 = CuO + H2O,

H2SiO3 = SiO2 + H2O.

Prin reacții de degradare a caracterului redox se referă oxizi de descompunere, acizi și săruri formate cu elemente în cea mai mare oxidare

4HNO3 = 2H2O + 4NO2O + O2O,

2AgNO3 = 2AG + 2NO2 + O2,

(NH4) 2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.

Deosebit de caracteristic reacției redox de descompunere la săruri ale acidului azotic.

reacții de descompunere în chimia organică, în contrast cu reacția de descompunere în chimie anorganică, au specificitatea lor. Ele pot fi văzute ca procesul invers de aderare ca urmare a adesea multiple obligațiuni sunt formate sau cicluri.

Reacția de descompunere în chimia organică se numesc cracare

= + S18H38 S9H18 S9H20

sau dehidrogenarea C4H10 = C4H6 + 2H2.

În reacțiile celorlalte două tipuri de numărul de reactivi egal cu numărul de produse.

3. reacții de substituție. Caracteristica lor distinctivă - o simplă interacțiune substanță cu complexul. Astfel de reacții au în chimia organică. Cu toate acestea, termenul de „substituție“ în materie organică este mai largă decât în ​​chimia anorganică. Dacă molecula substanței de pornire a oricărui atom sau grupare funcțională sunt înlocuiți cu un alt atom sau grup, această reacție de substituție, de asemenea, cu toate că din punct de vedere al procesului chimiei anorganice arată ca reacția de schimb.

Atunci când reacția de substituție este de obicei o substanță simplă reacționează cu un agent de formare complex și alte simplu mai complicat A + BC = AB + C.

De exemplu, scăderea cuiul de oțel în soluție de sulfat de cupru se obține sulfat de fier (cupru fier dislocat din sarea sa) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

Aceste reacții aparțin în număr copleșitor redox

2AL + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3,

Zn + 2HCl + H2 = ZnSl2,

2KVr + Cl2 + Br2 = 2KSl,

2KSlO3 + l2 = 2KlO3 + Cl2.

Exemple de reacții de substituție care nu sunt însoțite de o schimbare în stările de valență ale atomilor este extrem de rare.

Trebuie remarcat reacția de silice cu săruri de acizi oxigenați, care corespund anhidride gazoase sau volatile

CaCO3 + SiO2 = SaSiO3 + CO2

Ca3 (PO4) 2 + ZSiO2 = ZSaSiO3 + P2O5.

Uneori aceste reacții considerate ca o reacție de schimb

CH4 + Cl2 + HCl = SN3Sl.

4. Reacțiile de schimb (inclusiv neutralizare). Reacțiile de schimb numite reacție între doi compuși care sunt schimbate între constituenții acestora

Un număr mare dintre ele are loc în soluții apoase. Un exemplu de reacție de schimb chimic este neutralizarea acidului cu alcalii

Aici reactivii (substanțe lăsate în picioare), un ion de hidrogen dintr-un compus HCI schimbat cu ioni de sodiu din compusul NaOH, rezultând o soluție de sare în apă.

În cazul în care reacțiile de substituție continua procesele redox, reacția de schimb apar întotdeauna fără o schimbare a stările de valență ale atomilor. Acesta este cel mai frecvent grup de reacții complexe între substanțe - oxizi, baze, acizi și săruri

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

AgNO3 + KBr = AgVr + KNO3,

SrSl3 ZNaON + = Cr (OH) 3 + ZNaSl.

Un caz particular al acestor reacții de schimb - neutralizare

HCI + KOH = KCl + H2O.

De obicei, aceste reacții sunt supuse legilor echilibrului chimic și fluxul în acea direcție, în cazul în care cel puțin una dintre substanțele îndepărtate din zona de reacție ca materie gazoasă, volatile sau precipita malodissotsiiruyuschego (soluții) compuse

NaHCO 3 ↑ + HCI = NaCl + H2O + CO2,

Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 ↓ + = 2SaSO3 2H2O,

SN3SOONa + H3PO4 + CH3COOH = NaN2RO4.

Pentru o chimie anorganică redox cuprinde toate reacțiile de substituție și reacțiile de descompunere și acei compuși în care jocul de cel puțin o substanță simplă. Într-o variantă mai generalizată (dat deja și chimie organică), toate reacțiile care implică substanțe simple. Dimpotrivă, reacțiile ce decurg fără modificarea gradelor de oxidare a elementelor care constituie reactanți și produșii de reacție includ toate reacția de schimb.

În funcție de starea de agregare a reactanților sunt următoarele reacții:

1. Reacții de gaz:

2. Reacții în soluții:

NaOH (aq) + HCI (p-p) = NaCl (p-p) + H2O (g).

3. Reacții între solide:

CaO (solid) + SiO2 (solid) = SaSiO3 (TV).

3. Clasificarea reacțiilor în funcție de numărul de faze

Sub fază înțeleagă set de părți omogene ale sistemului cu aceleași proprietăți fizice și chimice și sunt separate unele de altele prin interfața.

Toate varietate de reacții, din acest punct de vedere pot fi împărțite în două clase.

1. Omogen (o singură fază) de reacție. Acestea includ reacții care au loc în faza gazoasă și o varietate de reacții în soluții.

2. Eterogene (polifazate) reacție. Acestea includ reacții în care reactivii și produșii de reacție sunt în faze diferite. De exemplu:

CO2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO3 (p-p),

CO2 (g) + CaO (solid) = SaSO3 (TV),

Na2SO4 (aq) + VaSl3 (p-p) = VaSO4 (TV) ↓ + 2NaSl (p-p),

Ca (HCO3) 2 (aq) + H2SO4 (aq) = CO 2 (g) ↑ + H2O (g) + SaSO4 (TV) ↓.

1. Reacția Protolytic

Prin reacții protolytic includ procese chimice, esența care constă în transferul de protoni de la unul la ceilalți reactanți.

Baza acestei clasificări este teoria protolytic a acizilor și bazelor, conform cărora acidul este orice substanță proton și donarea de bază - o substanță capabilă de a atașa un proton, de ex

CH3COOH + H2O = CH3COO- + H3O +

kislotaI osnovanieI osnovanieII kislotaII,

NH3 + H2O = NH4 + + OH-

osnovanieI kislotaII kislotaII osnovanieII.

Prin reacții protolytic includ reacții de hidroliză și de neutralizare.

2. Reacțiile redox.

Acestea includ reacții în care reactanții schimb de electroni, care alterează starea de oxidare a atomilor elementelor aparținând reactanți. De exemplu:

Zn + 2H + → Zn2 + + H2 ↑,

FeS2 + 8HNO3 (conc) = Fe (NO3) 3 + 5NO ↑ + 2H2SO4 + 2H2O.

3. Reacția Ligandnoobmennye

Acestea includ reacția, în care are loc transferul unei perechi de electroni pentru a forma o legătură covalentă la un mecanism donor-acceptor. De exemplu:

Cu (NO3) 2 + 4NH3 = [Cu (NH3) 4] (NO3) 2,

Al (OH) 3 + NaOH = [NaAl (OH) 4].

Reacțiile Ligandnoobmennyh trăsătură caracteristică este aceea că formarea de noi compuși numit complex, fără a modifica gradul de oxidare.

4. Reacțiile schimb atomic și molecular.

Pentru acest tip de reacție includ multe dintre studiat în reacțiile de substituție chimiei organice proceda printr-un mecanism radical, electrofil sau nucleofil.

Call astfel de procese chimice reversibile, produse care sunt capabile să reacționeze între ele în aceleași condiții în care acestea sunt obținute, cu formarea de materii prime.

Pentru reacțiile reversibile ale ecuației este scris de obicei după cum urmează: A + AB.

Două săgeți opuse indică faptul că, în aceleași condiții, în același timp, are atât reacția directă și inversă, de exemplu,

CH3COOH + C2H5OH + H2O SN3SOOS2N5.

procese chimice ireversibile numite astfel de produse nu sunt în măsură să reacționeze între ele pentru a forma materialele de pornire. Exemple de reacții pot fi descompunerea ireversibilă a clorat de potasiu, sub încălzire

2KSlO3 → 2KSl + SO2 ↑,

sau oxidarea glucozei cu oxigenul atmosferic

C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6SO2.

6. Semnul efectului termic

efect termic Steaua împarte toate reacțiile: reacții exoterme au loc cu efectul exo - eliberarea de energie sub formă de căldură (Q> 0, # 8710; H <0):

și reacții endotermice care apar cu endo-efect - absorbția energiei sub formă de căldură (Q<0, ∆H>0):

Astfel de reacții sunt denumite termochimic.

Reacția chimică - este procesul de conversie a unor alte substanțe care sunt diferite de acestea în compoziția și structura (sau). Atunci când reacțiile chimice necesare o modificare a substanțelor în care se formează lacrimal obligațiuni vechi și noi între atomi.

Semne de reacții chimice: gaz este eliberat, scade precipitat, decolorarea se produce substante eliberate sau absorbite de căldură, lumină și altele.

Reacțiile chimice sunt înregistrate cu ajutorul ecuațiilor chimice care conțin materii prime cu formula generală și de reacție. Ecuația reacției chimice - o reprezentare a procesului chimic folosind caractere, formule chimice și coeficienții pentru ei.

Un număr foarte mare de reacții chimice pot fi grupate în mai multe tipuri de reacții care sunt caracterizate prin semne bine definite. Lucrarea ia în considerare următoarea clasificare a reacțiilor chimice.

I. Conform cu numărul și compoziția materiilor prime și a produselor de reacție:

1) reacția unui compus - o reacție în care doi sau mai mulți compuși cu o singură substanță este formată dintr-o compoziție mai complexă. Reacționând un compus de substanțe simple sunt întotdeauna reacții redox. și substanțe complexe pot participa la reacția compușilor.

2) reacțiile de descompunere - reacțiile în cursul cărora unul dintre un compus formează două sau mai simple compuși. Produsele de descompunere a materiei prime pot fi substanțe atât simple și complexe. Reacțiile de descompunere se efectuează, de regulă, cu încălzire și substanțe sunt reacții endoterme. Deoarece reacția compusului reacției de descompunere poate continua cu sau fără a modifica gradul de oxidare a elementelor;

3) reacții de substituție - o reacție între substanțele simple și complexe, care atunci când curge atomii substituiți cu atomi ai unei substanțe simple a unuia dintre elementele din molecula unui compus. Ca urmare, noua reacția de substituție produce o nouă substanță simplă și complexă. Aceste reacții sunt aproape întotdeauna o reacție redox.

4) reacții de schimb - o reacție între două substanțe complexe, moleculele împărtășesc părțile lor constitutive. reacția de schimb procedează întotdeauna fără transfer de electroni, t. e. nu sunt reacțiile redox. Reacțiile de schimb sunt formate în mod tipic: un gaz precipitat, electrolit slab (apă).

II. Pe baza modificărilor în gradul de oxidare

1) Reacțiile care merg fără a modifica gradul de oxidare - reacția de neutralizare.

III. În funcție de prezența unui catalizator

1) necatalitică (prezență merge fără catalizator)

2) catalizator (prezența catalizatorului sunt a)

IV. Pe baza efectului termic

1) exotermic (cu eliberare de căldură)

2) endotermic (cu absorbție de căldură)

V. Pe baza reversibilitate

1) Irreversible (debit într-o singură direcție)

2) reversibilă (care apar simultan în înainte și invers)

VI. Pe baza de uniformitate

1) Omogen (procedură într-un sistem omogen)

2) Eterogene (procedură în sistem eterogen)

Lista literaturii second-hand

1. Sistem de operare Gabrielyan Chimie. 11: Textbook pentru instituțiile de învățământ / O.S.Gabrielyan. - M. Drofa.- 304.