Uvod
1. Opšti pojam hemijske reakcije
2. Klasifikacija hemijskih reakcija
Zaključak
Bibliografija
Uvod
Najzanimljivija stvar u svijetu oko nas je da se on stalno mijenja.
koncept « hemijska reakcija » - drugi glavni koncept hemije. Svake sekunde u svijetu se odvija nebrojeno mnogo reakcija uslijed kojih se jedna supstanca pretvara u drugu. Neke reakcije možemo direktno promatrati, na primjer, rđanje željeznih predmeta, zgrušavanje krvi i sagorijevanje automobilskog goriva.
Istovremeno, velika većina reakcija ostaje nevidljiva, ali one određuju svojstva svijeta oko nas.
Da bi shvatio svoje mjesto u svijetu i naučio kako njime upravljati, čovjek mora duboko razumjeti prirodu ovih reakcija i zakone kojima se povinuje. Zadatak savremene hemije je proučavanje funkcija supstanci u složenim hemijskim i biološkim sistemima, analiza odnosa između strukture supstance i njenih funkcija i sinteza supstanci sa datim funkcijama.
Dakle, oko osobe se odvija mnogo hemijskih reakcija, one se odvijaju neprestano. Šta treba učiniti da se ne zbunite u čitavoj raznolikosti hemijskih reakcija? Naučite ih klasificirati i identificirati bitne karakteristike klasa.
Svrha ovog rada: razmotriti pojam "hemijske reakcije" i sistematizovati i generalizovati znanja o klasifikaciji hemijskih reakcija.
Rad se sastoji od uvoda, dva poglavlja, zaključka i liste literature. Ukupan obim rada je 14 strana.
1. Opšti pojam hemijske reakcije
Hemijska reakcija je transformacija jedne supstance u drugu. Međutim, ovoj definiciji je potreban značajan dodatak.
Tako se, na primjer, u nuklearnom reaktoru ili u akceleratoru neke tvari također pretvaraju u druge, ali se takve transformacije ne nazivaju kemijskim. Šta je ovde? Nuklearne reakcije se odvijaju u nuklearnom reaktoru. Leže u tome što se jezgra elemenata pri sudaru sa česticama visoke energije (mogu biti neutroni, protoni i jezgra drugih elemenata) razbijaju na fragmente, koji su jezgra drugih elemenata. Moguće je i spajanje jezgara jedno s drugim. Ove nove jezgre zatim primaju elektrone iz okoline i tako se završava formiranje dvije ili više novih supstanci. Sve ove supstance su neki elementi periodnog sistema. Za razliku od nuklearnih reakcija, u hemijskim reakcijama jezgra nisu pogođena atomi. Sve promjene se dešavaju samo u vanjskim elektronskim omotačima. Neke hemijske veze su prekinute, a druge se formiraju.
dakle, hemijske reakcije Pojavama se nazivaju pojave u kojima se neke tvari određenog sastava i svojstava pretvaraju u druge tvari - drugačijeg sastava i drugih svojstava. Istovremeno, ne dolazi do promjena u sastavu atomskih jezgara.
Istaknimo znakove i uslove hemijskih reakcija (sl. 1, 2).
Slika 1 - Znakovi hemijskih reakcija
Slika 2 - Uslovi za provođenje hemijskih reakcija
Uzmite u obzir tipičnu hemijsku reakciju: sagorevanje prirodnog gasa (metana) u kiseoniku vazduha (ova reakcija se može posmatrati kod kuće, ko ima gasnu peć) na slici 3.
Slika 3 – Sagorevanje prirodnog gasa (metana) u atmosferskom kiseoniku
Metan CH 4 i kiseonik O 2 međusobno reaguju i tvore ugljični dioksid CO 2 i vodu H 2 O. U ovom slučaju, veze između C i H atoma u molekuli metana i između atoma kisika u molekuli O 2 su slomljena. Na njihovom mjestu nastaju nove veze između atoma C i O, H i O.
Slika 3 jasno pokazuje da za uspješnu implementaciju odgovora na jedan uzmite molekul metana dva molekule kiseonika. Međutim, nije baš zgodno zapisati hemijsku reakciju pomoću crteža molekula, stoga se za pisanje hemijskih reakcija koriste skraćene formule supstanci - takav zapis se zove jednadžba hemijske reakcije.
Slika 4 - Jednačina reakcije
Jednačina za hemijsku reakciju prikazanu na slici 3 je sljedeća
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
Broj atoma različitih elemenata u lijevoj i desnoj strani jednačine je isti. Na lijevoj strani jedan atom ugljika u molekuli metana (CH 4), au desnoj - isto nalazimo atom ugljika u sastavu CO 2 molekula. sva četiri definitivno ćemo naći atome vodika s lijeve strane jednadžbe, au desnoj - u sastavu molekula vode.
U jednadžbi hemijske reakcije, da se izjednači broj identičnih atoma u različitim delovima jednačine, kvote, koji su snimljeni prije formule supstanci.
Razmotrimo još jednu reakciju - pretvaranje kalcijum oksida CaO (živi kreč) u kalcijum hidroksid Ca(OH) 2 (gašeno vapno) pod dejstvom vode (slika 5).
Slika 5 - Kalcijum oksid CaO vezuje molekul vode H 2 O
sa stvaranjem kalcijum hidroksida Ca (OH) 2
Za razliku od matematičkih jednadžbi, hemijske jednadžbe ne mogu zamijeniti lijevu i desnu stranu. Supstance na lijevoj strani jednadžbe kemijske reakcije nazivaju se reagensi, i na desnoj strani produkti reakcije .
Ako zamijenimo lijevi i desni dio u jednačini sa slike 5, dobićemo jednačinu potpuno drugačije hemijska reakcija
Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O
Ako reakcija između CaO i H 2 O (slika 4) započne spontano i teče oslobađanjem velike količine toplote, onda posljednja reakcija, gdje Ca(OH) 2 služi kao reagens, zahtijeva jako zagrijavanje. Također dodajemo da reaktanti i produkti ne moraju nužno biti molekule, već i atomi – ako neki element ili elementi u čistom obliku sudjeluju u reakciji, npr.
H 2 + CuO \u003d Cu + H 2 O
Tako smo došli do klasifikacije hemijskih reakcija, koju ćemo razmotriti u sledećem poglavlju.
2. Klasifikacija hemijskih reakcija
U procesu izučavanja hemije potrebno je upoznati se sa klasifikacijama hemijskih reakcija prema različitim kriterijumima (tabela 1).
Tabela 1 – Klasifikacija hemijskih reakcija
| By termalni efekat | egzotermna- protok s oslobađanjem energije 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q; CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q |
| Endotermni- nastaviti sa apsorpcijom energije Cu(OH) 2 CuO + H 2 O - Q; C 8 H 18 C 8 H 16 + H 2 - Q | |
| By broj i sastav originala i formirane supstance | Reakcije razgradnje- iz jedne složene supstance nastaje nekoliko jednostavnijih: CaCO 3 CaO + CO 2 C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 O |
| Reakcije veze- jedna složena supstanca nastaje od nekoliko jednostavnih ili složenih supstanci: 2H 2 + O 2 → 2H 2 OC 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6 | |
| Reakcije supstitucije- atomi jednostavne tvari zamjenjuju atome jednog od elemenata u složenoj tvari: Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl | |
| Reakcije razmjene- dvije složene tvari razmjenjuju sastavne dijelove: AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O | |
| By stanje agregacije reaktanata | Heterogena- početne supstance i produkti reakcije su u različitim agregacionim stanjima: Fe (t) + CuCl 2 (rastvor) → Cu (t) + FeCl 2 (rastvor) 2Na (t) + 2C 2 H 5 OH (l) → 2C 2 H 5 ONa (rastvor) + H 2 (g) |
| homogena- početni materijali i produkti reakcije su u istom agregacijskom stanju: H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g) C 2 H 5 OH (l) + CH 3 COOH (l) → CH 3 COOC 2 H 5 (l) + H 2 O (l) | |
| By prisustvo katalizatora | katalitički 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 C 2 H 4 + H 2 C 2 H 4 |
| Nekatalitički S + O 2 SO 2 C 2 H 2 + 2Cl 2 → C 2 H 2 Cl 4 | |
| By smjer | nepovratan- teče pod ovim uslovima samo u jednom pravcu: H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O |
| reverzibilan- strujanje pod ovim uslovima istovremeno u dva suprotna smera: 3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3; C 2 H 4 + H 2 ↔ C 2 H 6 | |
| By promjena oksidacijskog stanja atoma elemenata | Redox- reakcije koje se javljaju sa promjenom oksidacijskog stanja: Fe 0 + 2H +1 Cl -1 → Fe 2+ Cl 2 -1 + H 2 0 H +1 C 0 O -2 H +1 + H 2 → C - 2 H 3 +1 O -2 H +1 |
| Neoksidirajuće-reducirajuće- reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskog stanja: S + 4 O 4 -2 + H 2 O → H 2 + S + 4 O 4 -2 CH 3 NH 2 + HCl → (CH 3 NH 3) Cl |
Kao što možete vidjeti, postoje različiti načini za klasifikaciju kemijskih reakcija, od kojih ćemo detaljnije razmotriti sljedeće.
Hemijska reakcija je proces transformacije supstanci, tokom kojeg se uočava promjena njihove strukture ili sastava. Kao rezultat takvog procesa, početne tvari, odnosno reagensi, prelaze u finalne proizvode. Do danas je formirana vrlo jasna klasifikacija hemijskih reakcija.
Opis reakcija pomoću jednačina. Znakovi hemijskih reakcija
Postoji nekoliko klasifikacija, od kojih svaka uzima u obzir jednu ili više karakteristika. Na primjer, hemijske reakcije se mogu podijeliti obraćajući pažnju na:
- količina i sastav reagenasa i gotovih proizvoda;
- stanje agregacije početnih i završnih supstanci (gas, tečnost, čvrsti oblik);
- broj faza;
- priroda čestica koje se prenose tokom reakcije (jon, elektron);
- termalni efekat;
- mogućnost da se reakcija odvija u suprotnom smjeru.
Vrijedi napomenuti da se kemijske reakcije obično pišu pomoću formula i jednadžbi. U ovom slučaju, lijeva strana jednadžbe opisuje sastav reagensa i prirodu njihove interakcije, a na desnoj strani možete vidjeti finalne proizvode. Još jedna vrlo važna stvar je da broj atoma svakog elementa na desnoj i lijevoj strani mora biti jednak. Ovo je jedini način da se zadrži
Kao što je već spomenuto, postoji mnogo klasifikacija. Ovdje će biti riječi o najčešće korištenim.
Klasifikacija hemijskih reakcija prema sastavu, količini početnih i konačnih proizvoda
U njih ulazi nekoliko supstanci koje se spajaju u složeniju supstancu. U većini slučajeva ova reakcija je praćena oslobađanjem topline.
Početni reagens je složeno jedinjenje koje u procesu razgradnje formira nekoliko jednostavnijih supstanci. Takve reakcije mogu biti i redoks i odvijati se bez promjene valencije.
Reakcije supstitucije – predstavljaju interakciju između složene i jednostavne supstance. U tom procesu dolazi do zamjene bilo kojeg atoma složene tvari. Shematski, reakcija se može predstaviti na sljedeći način:
A + BC = AB + C
Reakcija izmjene je proces tokom kojeg dva početna reaktanta međusobno razmjenjuju sastavne dijelove. Na primjer:
AB + SD = AD + SW
Reakcije prijenosa karakteriziraju prijenos atoma ili grupe atoma s jedne tvari na drugu.
Klasifikacija hemijskih reakcija: reverzibilni i ireverzibilni procesi
Druga važna karakteristika reakcija je mogućnost obrnutog procesa.
Dakle, takve reakcije se nazivaju reverzibilnim, čiji proizvodi mogu međusobno djelovati, tvoreći iste početne tvari. Po pravilu, ova karakteristika mora biti prikazana u jednačini. U ovom slučaju, dvije suprotno usmjerene strelice smještene su između lijeve i desne strane jednačine.
Uz ireverzibilnu hemijsku reakciju, njegovi proizvodi ne mogu međusobno reagirati - barem u normalnim uvjetima.
Klasifikacija hemijskih reakcija prema termičkom efektu
Termohemijske reakcije se dijele u dvije glavne grupe:
- egzotermni procesi tokom kojih se oslobađa toplota (energija);
- endotermni procesi, koji zahtijevaju apsorpciju energije izvana.
Klasifikacija hemijskih reakcija prema broju faza i karakteristikama faza
Kao što je već pomenuto, supstance su takođe od velikog značaja za potpunu karakterizaciju hemijske reakcije. Prema ovim znakovima, uobičajeno je razlikovati:
- gasne reakcije;
- reakcije u otopinama;
- hemijski procesi između
Ali početni i konačni proizvodi ne pripadaju uvijek bilo kojem stanju agregacije. Stoga se i reakcije klasificiraju na osnovu broja faza:
- jednofazne, odnosno homogene reakcije su procesi čiji su proizvodi u istom stanju (u većini slučajeva takva reakcija se odvija ili u gasnoj fazi ili u rastvoru);
- (višefazni) - reagensi i krajnji proizvodi mogu biti u različitim agregacijskim stanjima.
U prethodnim člancima, klasifikacije reakcija su razmatrane prema sljedećim kriterijima:
1. Na osnovu promena oksidacionih stanja elemenata u molekulima reagujućih supstanci, sve reakcije se dele na:
a) redoks reakcije (reakcije sa prenosom elektrona);
b) ne-redox reakcije (reakcije bez prijenosa elektrona).
2. Prema predznaku toplotnog efekta sve reakcije se dele na:
a) egzotermni (koji idu uz oslobađanje toplote);
b) endotermni (koji idu uz apsorpciju toplote).
3. Na osnovu homogenosti reakcionog sistema, reakcije se dele na:
a) homogena (teče u homogenom sistemu);
b) heterogena (teče u heterogenom sistemu).
4. U zavisnosti od prisustva ili odsustva katalizatora, reakcije se dele na:
a) katalitički (koji se odvija uz učešće katalizatora);
b) nekatalitički (bez katalizatora).
5. Na osnovu reverzibilnosti, sve hemijske reakcije se dele na:
a) nepovratan (teče samo u jednom pravcu);
b) reverzibilni (tekući istovremeno u naprijed i nazad).
Razmotrite još jednu najčešće korištenu klasifikaciju.
Prema broju i sastavu polaznih supstanci (reagensa) i produkta reakcije mogu se razlikovati sljedeće najvažnije vrste kemijskih reakcija:
a) složene reakcije;
b) reakcije raspadanja;
c) reakcije supstitucije;
d) reakcije razmjene.
Reakcije veze- to su reakcije u kojima se iz dvije ili više tvari formira jedna tvar složenijeg sastava: A + B +…=D
Postoji veliki broj reakcija spajanja jednostavnih supstanci (metala s nemetalima, nemetala s nemetalima), na primjer:
H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
Reakcije kombinacije jednostavnih supstanci su uvijek redoks reakcije. Ove reakcije su po pravilu egzotermne.
Složene supstance takođe mogu učestvovati u složenim reakcijama, na primer:
CaO + SO 3 \u003d CaSO 4
K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
U navedenim primjerima, oksidacijska stanja elemenata se ne mijenjaju u toku reakcija.
Postoje i reakcije spajanja jednostavnih i složenih tvari koje su povezane s redoks reakcijama, na primjer:
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
Reakcije razgradnje- to su reakcije u toku kojih iz jedne složene tvari nastaju dvije ili više jednostavnijih tvari: A \u003d B + C + ...
Produkti razgradnje početne tvari mogu biti i jednostavne i složene tvari, na primjer:
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
VaCO 3 \u003d BaO + CO 2
2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2
Reakcije razgradnje obično se odvijaju kada se tvari zagrijavaju i predstavljaju endotermne reakcije. Kao i reakcije spojeva, reakcije raspadanja mogu se odvijati sa ili bez promjene oksidacijskog stanja elemenata.
Reakcije supstitucije- to su reakcije između jednostavnih i složenih supstanci, tokom kojih atomi jednostavne supstance miješaju atome jednog od elemenata u molekulu složene tvari. Kao rezultat reakcije supstitucije, formiraju se nova jednostavna i nova složena tvar:
A + BC = AC + B
Ove reakcije su gotovo uvijek redoks reakcije. Na primjer:
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2
Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2
Postoji mali broj reakcija supstitucije koje uključuju složene tvari i koje se odvijaju bez promjene oksidacijskog stanja elemenata, na primjer:
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5
Reakcije razmjene- to su reakcije između dvije složene supstance, čije molekule izmjenjuju svoje sastavne dijelove:
AB + CD= AD+ SW
Reakcije razmjene uvijek se odvijaju bez prijenosa elektrona, odnosno nisu redoks reakcije. Na primjer:
HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H2O
BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl
Kao rezultat reakcija izmjene, obično se formira talog (↓), ili plinovita tvar (), ili slab elektrolit (na primjer, voda).
Hemijska reakcija, ili hemijska transformacija, je proces tokom kojeg se od nekih supstanci koje se razlikuju po hemijskom sastavu i strukturi nastaju druge supstance.
Hemijske reakcije se klasificiraju prema sljedećim kriterijima:
1) promjena ili nedostatak promjene količine reagensa i produkta reakcije. Na osnovu toga, reakcije se dijele na reakcije kombinacije, razgradnje, supstitucije, izmjene.
Reakcija spoja je reakcija u kojoj dvije ili više tvari stvaraju jednu novu tvar. Na primjer, Fe + S → FeS.
Reakcija raspadanja je reakcija u kojoj se iz jedne supstance formiraju dvije ili više novih tvari. Na primjer, CaCO3 → CaO + CO2.
Reakcija supstitucije je reakcija između jednostavne i složene tvari, tijekom koje atomi jednostavne tvari zamjenjuju atome jednog od elemenata u složenoj tvari, što rezultira stvaranjem nove jednostavne i nove složene tvari. Na primjer, Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2.
Reakcija izmjene je reakcija u kojoj dvije složene supstance izmjenjuju svoje sastojke. Na primjer, NaOH + HCl → NaCl + H2O.
2) Drugi znak klasifikacije hemijskih reakcija je promena ili nedostatak promene oksidacionih stanja elemenata koji čine supstance koje reaguju. Na osnovu toga, reakcije se dijele na redoks reakcije i one koje se odvijaju bez promjene oksidacijskih stanja elemenata. Na primjer, Zn + S → ZnS (cink plus es proizvodi cink-es). Ovo je redoks reakcija tokom koje cink donira dva elektrona i dobija oksidaciono stanje +2: Zn0 - 2 → Zn +2, a sumpor prihvata 2 elektrona i dobija -2 oksidaciono stanje: S0 + 2 → S-2.
Proces davanja elektrona supstancama naziva se oksidacija, a proces primanja elektrona naziva se redukcija.
3) Treći znak klasifikacije hemijskih reakcija je oslobađanje ili apsorpcija energije tokom reakcije. Na osnovu toga, reakcije se dijele na egzotermne (koje je praćeno oslobađanjem topline) i endotermne (praćene apsorpcijom topline).
4) Četvrti znak klasifikacije hemijskih reakcija je vrsta jednog od reagensa. Na osnovu toga, reakcije se dijele na reakcije halogena (interakcija sa hlorom, bromom), hidrogenacije (adicija molekula vodonika), hidratacije (adicija molekula vode), hidrolize, nitracije.
5) Peti znak klasifikacije hemijskih reakcija je prisustvo katalizatora. Na osnovu toga, reakcije se dijele na katalitičke (koje se dešavaju samo u prisustvu katalizatora) i nekatalitičke (koje se odvijaju bez katalizatora).
6) Drugi znak klasifikacije hemijskih reakcija je napredak reakcije do kraja. Na osnovu toga, reakcije se dijele na reverzibilne i ireverzibilne.
Postoje i druge klasifikacije hemijskih reakcija. Sve zavisi na kom kriterijumu se zasnivaju.
Hemijska svojstva tvari otkrivaju se u raznim kemijskim reakcijama.
Transformacije supstanci, praćene promjenom njihovog sastava i (ili) strukture, nazivaju se hemijske reakcije. Često se nalazi sljedeća definicija: hemijska reakcija Proces transformacije početnih supstanci (reagensa) u finalne supstance (proizvode) naziva se.
Hemijske reakcije se pišu pomoću hemijskih jednadžbi i shema koje sadrže formule polaznih materijala i produkta reakcije. U hemijskim jednadžbama, za razliku od shema, broj atoma svakog elementa je isti na lijevoj i desnoj strani, što odražava zakon održanja mase.
Na lijevoj strani jednadžbe upisane su formule polaznih tvari (reagensa), na desnoj - tvari dobivene kao rezultat kemijske reakcije (produkti reakcije, krajnje tvari). Znak jednakosti koji povezuje lijevu i desnu stranu pokazuje da ukupan broj atoma tvari koje sudjeluju u reakciji ostaje konstantan. Ovo se postiže postavljanjem cjelobrojnih stehiometrijskih koeficijenata ispred formula, pokazujući kvantitativne omjere između reaktanata i produkta reakcije.
Hemijske jednadžbe mogu sadržavati dodatne informacije o karakteristikama reakcije. Ako se hemijska reakcija odvija pod uticajem spoljašnjih uticaja (temperatura, pritisak, zračenje, itd.), to je označeno odgovarajućim simbolom, obično iznad (ili "ispod") znaka jednakosti.
Ogroman broj hemijskih reakcija može se grupisati u nekoliko tipova reakcija, koje karakterišu dobro definisane karakteristike.
As karakteristike klasifikacije može se odabrati sljedeće:
1. Broj i sastav polaznih materijala i produkta reakcije.
2. Agregatno stanje reaktanata i produkta reakcije.
3. Broj faza u kojima se nalaze učesnici u reakciji.
4. Priroda prenesenih čestica.
5. Mogućnost da se reakcija odvija u smjeru naprijed i nazad.
6. Znak termičkog efekta razdvaja sve reakcije na: egzotermna reakcije koje se odvijaju s egzoefektom - oslobađanjem energije u obliku topline (Q> 0, ∆H<0):
C + O 2 \u003d CO 2 + Q
I endotermni reakcije koje se odvijaju s endo efektom - apsorpcijom energije u obliku topline (Q<0, ∆H >0):
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.
Takve su reakcije termohemijska.
Razmotrimo detaljnije svaku od vrsta reakcija.
Klasifikacija prema broju i sastavu reagensa i konačnih supstanci
1. Reakcije povezivanja
U reakcijama jedinjenja iz više reagujućih supstanci relativno jednostavnog sastava dobija se jedna supstanca složenijeg sastava:
Ove reakcije su po pravilu praćene oslobađanjem toplote, tj. dovode do stvaranja stabilnijih i manje energetski bogatih spojeva.
Reakcije kombinacije jednostavnih supstanci su uvijek redoks prirode. Reakcije veze koje se javljaju između složenih supstanci mogu se dogoditi i bez promjene valencije:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2,
i biti klasifikovan kao redoks:
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.
2. Reakcije razgradnje
Reakcije razgradnje dovode do stvaranja nekoliko spojeva iz jedne složene tvari:
A = B + C + D.
Produkti razgradnje složene tvari mogu biti i jednostavne i složene tvari.
Od reakcija raspadanja koje se javljaju bez promjene valentnih stanja, treba istaknuti razgradnju kristalnih hidrata, baza, kiselina i soli kiselina koje sadrže kisik:
| t o | ||
| 4HNO 3 | = | 2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O. |
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.
Posebno su karakteristične redoks reakcije razgradnje za soli dušične kiseline.
Reakcije razgradnje u organskoj hemiji nazivaju se pucanjem:
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,
ili dehidrogenacija
C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2.
3. Reakcije supstitucije
U reakcijama supstitucije, obično jednostavna supstanca stupa u interakciju sa složenom, tvoreći drugu jednostavnu supstancu i još jednu složenu:
A + BC = AB + C.
Ove reakcije u velikoj većini pripadaju redoks reakcijama:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.
Izuzetno je malo primjera supstitucijskih reakcija koje nisu praćene promjenom valentnih stanja atoma. Treba napomenuti reakciju silicijum dioksida sa solima kiselina koje sadrže kiseonik, a koje odgovaraju gasovitim ili isparljivim anhidridima:
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,
Ponekad se ove reakcije smatraju reakcijama razmjene:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl.
4. Reakcije razmjene
Reakcije razmjene Reakcije između dva jedinjenja koja izmjenjuju svoje sastojke nazivaju se:
AB + CD = AD + CB.
Ako se redoks procesi dešavaju tokom reakcija supstitucije, onda se reakcije razmene uvek dešavaju bez promene valentnog stanja atoma. Ovo je najčešća grupa reakcija između složenih supstanci - oksida, baza, kiselina i soli:
ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,
CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 + ZNaCl.
Poseban slučaj ovih reakcija razmjene je reakcije neutralizacije:
Hcl + KOH \u003d KCl + H 2 O.
Obično se ove reakcije pridržavaju zakona kemijske ravnoteže i odvijaju se u smjeru gdje se barem jedna od supstanci uklanja iz reakcijske sfere u obliku plinovite, isparljive tvari, taloga ili spoja niske disocijacije (za otopine):
NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,
Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,
CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.
5. Transfer reakcije.
U reakcijama prijenosa, atom ili grupa atoma prelazi iz jedne strukturne jedinice u drugu:
AB + BC \u003d A + B 2 C,
A 2 B + 2CB 2 = DIA 2 + DIA 3.
Na primjer:
2AgCl + SnCl 2 \u003d 2Ag + SnCl 4,
H 2 O + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3.
Klasifikacija reakcija prema karakteristikama faza
U zavisnosti od stanja agregacije reagujućih supstanci, razlikuju se sledeće reakcije:
1. Gasne reakcije
| H 2 + Cl 2 | 2HCl. |
2. Reakcije u rastvorima
NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)
3. Reakcije između čvrstih materija
| t o | ||
| CaO (tv) + SiO 2 (tv) | = | CaSiO 3 (TV) |
Klasifikacija reakcija prema broju faza.
Faza se shvata kao skup homogenih delova sistema sa istim fizičkim i hemijskim svojstvima i međusobno odvojenih interfejsom.
S ove tačke gledišta, čitav niz reakcija može se podijeliti u dvije klase:
1. Homogene (jednofazne) reakcije. To uključuje reakcije koje se dešavaju u gasnoj fazi i brojne reakcije koje se dešavaju u rastvorima.
2. Heterogene (višefazne) reakcije. To uključuje reakcije u kojima su reaktanti i produkti reakcije u različitim fazama. Na primjer:
gasno-tečno fazne reakcije
CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).
gasno-čvrsta faza
CO 2 (g) + CaO (tv) \u003d CaCO 3 (tv).
reakcije tečna-čvrsta faza
Na 2 SO 4 (rastvor) + BaCl 3 (otopina) = BaSO 4 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).
reakcije tečnost-gas-čvrsta faza
Ca (HCO 3) 2 (rastvor) + H 2 SO 4 (rastvor) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.
Klasifikacija reakcija prema vrsti nosivih čestica
1. Protolitičke reakcije.
TO protolitičke reakcije uključuju kemijske procese čija je suština prijenos protona s jednog reaktanta na drugi.
Ova klasifikacija se temelji na protolitičkoj teoriji kiselina i baza, prema kojoj je kiselina svaka tvar koja daje proton, a baza je supstanca koja može prihvatiti proton, na primjer:
Protolitičke reakcije uključuju reakcije neutralizacije i hidrolize.
2. Redox reakcije.
To uključuje reakcije u kojima reaktanti razmjenjuju elektrone, dok mijenjaju oksidacijsko stanje atoma elemenata koji čine reaktante. Na primjer:
Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 ,
FeS 2 + 8HNO 3 (konc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,
Velika većina hemijskih reakcija je redoks, one igraju izuzetno važnu ulogu.
3. Reakcije izmjene liganda.
To uključuje reakcije tokom kojih se elektronski par prenosi sa formiranjem kovalentne veze mehanizmom donor-akceptor. Na primjer:
Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2,
Fe + 5CO = ,
Al(OH) 3 + NaOH = .
Karakteristična karakteristika reakcija izmjene liganda je da se formiranje novih spojeva, nazvanih kompleksnim, odvija bez promjene oksidacijskog stanja.
4. Reakcije atomsko-molekularne izmjene.
Ova vrsta reakcija uključuje mnoge supstitucijske reakcije proučavane u organskoj hemiji, koje se odvijaju prema radikalnom, elektrofilnom ili nukleofilnom mehanizmu.
Reverzibilne i ireverzibilne hemijske reakcije
Reverzibilni su takvi hemijski procesi čiji proizvodi mogu međusobno reagovati pod istim uslovima u kojima su dobijeni, pri čemu nastaju polazne supstance.
Za reverzibilne reakcije, jednadžba se obično piše na sljedeći način:
Dvije suprotno usmjerene strelice ukazuju na to da se pod istim uvjetima istovremeno odvijaju i naprijed i obrnuto, na primjer:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOS 2 H 5 + H 2 O.
Nepovratni su takvi hemijski procesi čiji proizvodi ne mogu međusobno reagirati stvaranjem polaznih tvari. Primjeri ireverzibilnih reakcija su razgradnja Bertoletove soli pri zagrijavanju:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,
ili oksidacija glukoze atmosferskim kiseonikom:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.