1. Въз основа на промени в степента на окисляване на елементите вмолекули на реагиращи вещества, всички реакции се разделят на:
а) редокс реакции (реакции с пренос на електрони);
б) нередокс реакции (реакции без пренос на електрони).
2. По знака на топлинния ефектвсички реакции са разделени на:
а) екзотермичен (върви с отделяне на топлина);
б) ендотермичен (идва с абсорбция на топлина).
3. Въз основа на хомогенност на реакционната системареакциите се делят на:
а) хомогенна (течащи в хомогенна система);
б) хетерогенен (тече в хетерогенна система)
4. В зависимост от наличие или отсъствие на катализаторреакциите се делят на:
а) каталитичен (върви с участието на катализатор);
б) некаталитичен (върви без катализатор).
5. Въз основа на обратимоствсички химични реакции са разделени на:
а) необратими (течащ само в една посока);
б) обратимо (тече едновременно в посоки напред и назад).
Помислете за друга често използвана класификация.
По броя и състава на изходните материали (реагенти) и реакционните продуктимогат да се разграничат следните най-важни видове химични реакции:
а) комбинирани реакции;б) реакции на разлагане;
v) реакции на заместване;ж) обменни реакции.
Сложни реакции- това са реакции, в хода на които от две или повече вещества се образува едно вещество с по-сложен състав:
A + B + ... = B.
Има голям брой реакции на комбинацията от прости вещества (метали с неметали, неметали с неметали), например:
Fe + S = FeS 2Na + H 2 = 2NaH
S + О 2 = SO 2 Н 2 + Сl 2 = 2HCl
Реакциите на смесване на прости вещества винаги са редокс реакции. Обикновено тези реакции са екзотермични.
Сложните вещества също могат да участват в реакциите на съединението, например:
CaO + SO 3 = CaSO 4 K 2 O + H 2 O = 2KON
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2
В горните примери степените на окисление на елементите не се променят по време на реакциите.
Съществуват и реакции на комбинацията от прости и сложни вещества, които принадлежат към редокс реакции, например:
2FеС1 2 + Сl 2 = 2FеСl 3 2SО 2 + О 2 = 2SO 3
· Реакции на разлагане- това са реакции, в хода на които от едно сложно вещество се образуват две или повече по-прости вещества: A = B + C + ...
Продуктите на разлагане на изходното вещество могат да бъдат както прости, така и сложни вещества, например:
2Fе (ОН) 3 = Fe 2 О 3 + 3Н 2 О ВаСО 3 = ВаО + СО 2
2АgNO 3 = 2Аg + 2NO 2 + О 2
Реакциите на разлагане обикновено се случват, когато веществата се нагряват и представляват ендотермични реакции. Подобно на съединенията, реакциите на разлагане могат да протичат със или без промяна в степените на окисление на елементите.
Реакции на заместванеса реакции между прости и сложни вещества, по време на които атомите на простото вещество заместват атомите на един от елементите в молекулата на сложното вещество. В резултат на реакцията на заместване се образува ново просто и ново сложно вещество:
A + BC = AC + B
Тези реакции почти винаги са редокс реакции. Например:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
2Аl + Fe 2 О 3 = 2Fе + Аl 2 О 3
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2
Има малък брой реакции на заместване, включващи сложни вещества и които протичат без промяна на степента на окисляване на елементите, например:
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5
Обменни реакцииса реакции между две сложни вещества, чиито молекули обменят съставните си части:
AB + CB = AB + CB
Обменните реакции винаги протичат без пренос на електрони, тоест те не са редокс реакции. Например:
HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl
В резултат на обменните реакции обикновено се образува утайка (↓), или газообразно вещество (), или слаб електролит (например вода).
При химични реакции други се получават от някои вещества (да не се бъркат с ядрени реакции, при които един химичен елемент се превръща в друг).
Всяка химическа реакция се описва с химично уравнение:
Реагенти → Реакционни продукти
Стрелката показва посоката на реакцията.
Например:
При тази реакция метанът (CH4) реагира с кислород (O2), което води до образуването на въглероден диоксид (CO2) и вода (H2O), или по-скоро водна пара. Точно такава реакция се случва във вашата кухня, когато запалите газовата горелка. Уравнението трябва да се чете така: една молекула газ метан реагира с две молекули газ кислород, което води до една молекула въглероден диоксид и две молекули вода (водна пара).
Наричат се числата пред компонентите на химичната реакция коефициенти на реакция.
Химичните реакции са ендотермичен(с абсорбция на енергия) и екзотермичен(с освобождаване на енергия). Изгарянето на метан е типичен пример за екзотермична реакция.
Има няколко вида химични реакции. Най-често:
- комбинирани реакции;
- реакции на разлагане;
- реакции на единично заместване;
- реакции на двойно заместване;
- окислителни реакции;
- редокс реакции.
Сложни реакции
При комбинирани реакции най-малко два елемента образуват един продукт:
2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- образуването на готварска сол.
Трябва да се обърне внимание на съществения нюанс на реакциите на съединението: в зависимост от условията на реакцията или пропорциите на реагентите, влизащи в реакцията, могат да се получат различни продукти. Например, при нормални условия на изгаряне на въглища се получава въглероден диоксид:
C (t) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Ако количеството кислород не е достатъчно, тогава се образува смъртоносен въглероден окис:
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)
Реакции на разлагане
Тези реакции са като че ли по същество противоположни на реакциите на съединението. В резултат на реакцията на разлагане веществото се разлага на два (3, 4 ...) по-прости елемента (съединения):
- 2H 2 O (l) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- разлагане на вода
- 2H 2 O 2 (l) → 2H 2 (g) O + O 2 (g)- разлагане на водороден прекис
Единични реакции на заместване
В резултат на реакции на единично заместване, по-активният елемент замества по-малко активния в съединението:
Zn (t) + CuSO 4 (p-p) → ZnSO 4 (p-p) + Cu (t)
Цинкът в разтвора на меден сулфат измества по -малко активната мед, което води до разтвор на цинков сулфат.
Степента на активност на металите чрез увеличаване на активността:
- Най -активни са алкалните и алкалоземните метали.
Йонното уравнение на горната реакция ще бъде:
Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)
Йонната връзка на CuSO 4, когато се разтвори във вода, се разлага на меден катион (заряд 2+) и сулфатен анион (заряд 2-). В резултат на реакцията на заместване се образува цинков катион (който има същия заряд като медния катион: 2-). Имайте предвид, че сулфатният анион присъства и в двете страни на уравнението, така че може да бъде съкратен от всички правила на математиката. В резултат на това получавате йонно-молекулярното уравнение:
Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)
Реакции на двойно заместване
При реакции на двойно заместване два електрона вече са заместени. Такива реакции също се наричат обменни реакции... Такива реакции протичат в разтвор с образуването на:
- неразтворимо твърдо вещество (реакция на утаяване);
- вода (реакция на неутрализация).
Реакции на утаяване
При смесване на разтвор на сребърен нитрат (сол) с разтвор на натриев хлорид се образува сребърен хлорид:
Молекулно уравнение: KCl (p-p) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (t) + KNO 3 (p-p)
йонно уравнение: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -
Молекулно йонно уравнение: Cl - + Ag + → AgCl (s)
Ако съединението е разтворимо, то ще бъде йонно в разтвор. Ако съединението е неразтворимо, то ще се утаи, образувайки твърдо вещество.
Реакции на неутрализация
Това са реакциите на взаимодействие на киселини и основи, в резултат на които се образуват водни молекули.
Например, реакцията на смесване на разтвор на сярна киселина и разтвор на натриев хидроксид (луга):
Молекулно уравнение: H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na2SO4 (p-p) + 2H2O (g)
йонно уравнение: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (g)
Молекулно йонно уравнение: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (l) или H + + OH - → H 2 O (l)
Реакции на окисляване
Това са реакции на взаимодействие на вещества с газообразен кислород във въздуха, при които като правило се отделя голямо количество енергия под формата на топлина и светлина. Типична реакция на окисление е горенето. В самото начало на тази страница е дадена реакцията на взаимодействието на метан с кислород:
CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
Метанът се отнася до въглеводороди (съединения на въглерод и водород). Когато въглеводородът реагира с кислорода, се отделя много топлинна енергия.
Редокс реакции
Това са реакции, при които има обмен на електрони между атомите на реагентите. Реакциите, обсъдени по-горе, също са редокс реакции:
- 2Na + Cl 2 → 2NaCl - съединение реакция
- CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - реакция на окисление
- Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - реакция на единично заместване
Най-подробните редокс реакции с голям брой примери за решаване на уравнения по метода на електронния баланс и метода на полуреакция са описани в раздела
Министерство на образованието на Ивановска област
Регионална държавна бюджетна професионална образователна институция
Южен технологичен колеж
МЕТОДОЛОГИЧЕСКО РАЗВИТИЕ
ОТКРИТ УРОК ПО ХИМИЯ
По темата:
« Класификация на химичните реакции»
Учител: Вдовин Ю.А.
Добре:Аз
Група: 39-40
Южа - 2017г
| Тема на урока: | Класификация на химичните реакции |
| Цели на урока: | Разширете и задълбочете познанията за химичните реакции, сравнете ги с други видове явления. Научете се да подчертавате основните характеристики, които могат да се използват като основа за класификацията на химичните реакции. Помислете за класификацията на химичните реакции според различни критерии. |
| Цели на урока: | 1. Образователни – да се систематизират, обобщят и задълбочат знанията на учениците за химичните реакции и тяхната класификация, да се развият уменията за самостоятелна работа, умението да се записват уравнения на реакциите и да се подреждат коефициенти, да се посочват видовете реакции, да се правят изводи и обобщения. 2. Развиващи - да се развива култура на речта с използване на химически термини и формули, развитие на познавателни способности, мислене, внимание. 3. Възпитателна - възпитание на самостоятелност, постоянство, внимание, толерантност. |
| Тип урок: | Комбиниран |
| Оборудване и реактиви: | реагенти: Амониев нитрат, натриев хидроксид, амониев хидроксид, меден (II) сулфат, натриев карбонат, солна киселина, калиев хексацианоферат (III), железен (III) хлорид, калиев перманганат, сярна киселина, етанол. Оборудване: Епруветки, колби с разтвори, пипети, стелажи, паничка на Петри, порцеланова паничка за изпаряване, стъклена пръчка, памучна вата, метален лист за печене. |
| Методи на преподаване | Вербално (разговор, обяснение) Проблемни методи на обучение, лабораторен опит. |
| Форми на работа: | индивидуален, фронтален. |
План на урока:
По време на часовете:
1. Организационен момент (1 мин.)
А) Поздрави;
Б) Мерки за безопасност;
2. Мотивация (2 минути)
Въведение:
Огромен брой реакции се случват в света около нас. Така че ние просто седим, стоим, отиваме някъде и във всяка клетка на нашето тяло всяка секунда има десетки и стотици хиляди трансформации на някои вещества в други.
Почти не отстъпва на жив организъм и нежива материя. Някъде сега, точно в този момент, протича химически цикъл: някои молекули изчезват, други възникват и тези процеси никога не спират.
Ако всички те спрат за една нощ, светът щеше да замлъкне. Как да запазим в паметта разнообразието от химични процеси, как да ги управляваме на практика? Как биолозите успяват да се ориентират в разнообразието от живи организми? (създаване на проблемна ситуация).
Предположен отговор: Във всяка наука се използва техника за класификация, която позволява да се раздели целия набор от обекти на групи въз основа на общи критерии.
Нека формулираме темата на урока: Класификация на химичните реакции.
Всеки урок трябва да има цел.
Нека формулираме целите на днешния урок?
Какво трябва да вземем предвид?
Какво трябва да научите?
Помислете за възможни класификации на химичните реакции.
Научете се да подчертавате признаците, по които се прави класификацията на реакциите.
И каква е ползата от класифицирането на химичните реакции?
Предполагаем отговор:Той помага да се обобщят, структурират познанията за химичните процеси, да се подчертае нещо общо и да се предвиди, въз основа на съществуващите знания, нещо друго неизвестно, но подобно на познатото.
И къде могат да се приложат знанията за класификацията на химичните реакции във вашата практика?
Предполагаем отговор:някои класове химични реакции могат да ни бъдат полезни на практика. Например, такъв важен за вас феномен като галваничното покритие се основава на окислително-редукционни процеси. Мисля, че понятието "Галванични клетки" ви е до болка познато!
Освен това познаването на класа на химична реакция на конкретен процес може да помогне при контролирането на този процес.
3. Актуализиране на знанията (6 минути)
А) Задача с карти за разликата между физични процеси и химични реакции (2 минути).
Задачата се изпълнява от ученик на магнитна дъска и паралелно с група с презентация.
Разгледайте тези явления, познати на всички вас. Разделете ги на групи. Наименувайте групите и дефинирайте всяка група.
Б) Повторете предпазните мерки
Лабораторни експерименти (3 минути)
Как можете да знаете, че имаме химическа реакция?
Приблизителен отговор № 1: по критерии.
Предполагаем отговор № 2: Чрез валежи, отделяне на газ и т.н.
А сега ви предлагам да се потопите в атмосферата на емпиризъм и да бъдете експериментатори. Пред вас има епруветки и бутилки с реактиви. В работното поле, в задача номер 2, са посочени методите на експеримента. Правете тези експерименти. Въведете резултатите от вашите експерименти в таблицата "Признаци на химични реакции".
| Знак за теч | Схема на реакция |
|
| Появата на миризма | ||
| Валежи | ||
| Разтваряне на утайката | ||
| Отделяне на газ | ||
| Промяна на цвета | ||
| Излъчване на светлина | ||
| Маркиране или поглъщане на топлина |
4 ... Изучаване на нов материал (15 мин.)
Видяхме, че химичните реакции често са придружени от ефекти. Някои от тези ефекти се използват като основа за различни видове класификация...
Да, химичните реакции са класифицирани в различни типове, така че една и съща химична реакция може да се разглежда и класифицира по различни начини.
А) Класификация по брой и състав на реагентите и техните продукти:
Връзки
Разширения
Замествания
Един слайд показва примери за химични реакции.
Момчетата сравняват уравненията на реакцията и формулират дефиниции на клас въз основа на този сравнителен анализ. Същото се случва и с други видове.
Б) Чрез топлинен ефект
Екзотермичен
Ендотермичен
В) Чрез промяна в степента на окисление
Редокс
Няма промяна в степента на окисление
Г) По фазов състав
Хомогенна
Хетерогенен
Д) Относно използването на катализатора
Каталитичен
Некаталитичен
Д) В посока:
Обратима
Необратими
5. Прилагане и затвърждаване на знанията (15 мин.)
Сега е време да приложим знанията си.
Момчетата изпълняват задачи 3-5 от работното поле.
3. Пред всеки термин, принадлежащ към клас химични реакции, поставете необходимата дефиниция.
| Сложни реакции | Реакции, водещи до едно сложно вещество от две или повече вещества |
| Реакции на разлагане | Реакции, в резултат на които от сложно вещество се образуват няколко нови вещества. |
| Реакции на заместване | Реакции, в резултат на които атомите на простото вещество заместват атомите на един от елементите в сложно вещество. |
| Обменни реакции | Реакции, при които две сложни вещества обменят съставните си части. |
| Екзотермични реакции | Реакции, протичащи с отделяне на топлина. |
| Ендотермични реакции | Реакции, включващи абсорбция на топлина. |
| Каталитични реакции | Реакции с участието на катализатор. |
| Некаталитични реакции | Реакции без катализатор. |
| Редокс | Реакции, протичащи с промяна в степените на окисление на елементите, които образуват веществата, участващи в реакцията. |
| Обратими реакции | Химични реакции, които протичат едновременно в две противоположни посоки - напред и назад. |
| Необратими реакции | Химични реакции, в резултат на които изходните материали почти напълно се превръщат в крайни продукти. |
| Хомогенни реакции | Реакции, които протичат в хомогенна среда, като смес от газове или разтвори. |
| Хетерогенни реакции | Реакции, които протичат между вещества в нехомогенна среда. |
Работата се проверява на слайда на презентацията.
4. Присвоете химичните реакции към техния клас:
| Сложни реакции | ||
| Реакции на разлагане | ||
| Реакции на заместване | ||
| Обменни реакции | ||
| Екзотермични реакции |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Химическа реакциянарича трансформация на вещества, при които има промяна в техния състав и (или) структура.
Най -често под химични реакции се разбира процесът на превръщане на изходните вещества (реагенти) в крайни вещества (продукти).
Химическите реакции се пишат с помощта на химични уравнения, съдържащи формулите на изходните материали и продуктите на реакцията. Според закона за запазване на масата, броят на атомите на всеки елемент от лявата и дясната страна на химичното уравнение е еднакъв. Обикновено формулите на изходните материали са написани от лявата страна на уравнението, а формулите за продуктите са от дясната. Равенството на броя на атомите на всеки елемент в лявата и дясната част на уравнението се постига чрез поставяне на целочислени стехиометрични коефициенти пред формулите на веществата.
Химическите уравнения могат да съдържат допълнителна информация за характеристиките на реакцията: температура, налягане, радиация и т.н., което се обозначава със съответния символ над (или „под“) знака за равенство.
Всички химични реакции могат да бъдат групирани в няколко класа, които имат определени характеристики.
Класификация на химичните реакции по брой и състав на изходните и получените вещества
Според тази класификация химичните реакции се подразделят на реакции на комбиниране, разлагане, заместване, обмен.
Като резултат комбинирани реакцииедно ново вещество се образува от две или повече (сложни или прости) вещества. В общи линии уравнението за такава химическа реакция ще изглежда така:
Например:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2
SO3 + H2O = H2SO4
2Mg + O 2 = 2MgO.
2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3
Реакциите на съединението са в повечето случаи екзотермични, т.е. продължете с отделянето на топлина. Ако в реакцията участват прости вещества, тогава такива реакции най-често са редокс реакции (ORR), т.е. продължете с промяна в степените на окисление на елементите. Невъзможно е да се каже недвусмислено дали реакцията на съединение между сложни вещества принадлежи към OVR.
Реакции, в резултат на които няколко други нови вещества (сложни или прости) се образуват от едно сложно вещество, се наричат реакции на разлагане... По принцип уравнението за реакцията на химическо разлагане ще изглежда така:
Например:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 = 2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
Повечето реакции на разлагане протичат при нагряване (1,4,5). Възможно е разлагане от електрически ток (2). Разлагането на кристални хидрати, киселини, основи и соли на кислород-съдържащи киселини (1, 3, 4, 5, 7) протича без промяна на степените на окисление на елементите, т.е. тези реакции не принадлежат към OVR. Реакциите на разлагане на OVR включват разлагане на оксиди, киселини и соли, образувани от елементи в по-високи степени на окисление (6).
Реакциите на разлагане се срещат и в органичната химия, но под други имена - крекинг (8), дехидрогениране (9):
C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)
В реакции на заместванепростото вещество взаимодейства със сложно вещество, образувайки ново просто и ново сложно вещество. В общи линии уравнението за химическата реакция на заместване ще изглежда така:
Например:
2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 О 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)
Реакциите на заместване са предимно редокс реакции (1 - 4, 7). Малко са примерите за реакции на разлагане, при които не настъпва промяна в степените на окисление (5, 6).
Обменни реакциинаричат реакциите, които протичат между сложни вещества, при които те обменят съставните си части. Обикновено този термин се използва за реакции, включващи йони във воден разтвор. Като цяло уравнението на реакцията на химичен обмен ще изглежда така:
AB + CD = AD + CB
Например:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
СrСl 3 + ЗNаОН = Сr (ОН) 3 ↓ + ЗNаСl (5)
Метаболитните реакции не са редокс реакции. Частен случай на тези обменни реакции са реакциите на неутрализация (реакции на взаимодействие на киселини с основи) (2). Обменните реакции протичат в посоката, в която поне едно от веществата се отстранява от реакционната сфера под формата на газообразно вещество (3), утайка (4, 5) или слабо дисоцииращо съединение, най-често вода (1 , 2).
Класификация на химичните реакции по промени в степените на окисление
В зависимост от промяната в степените на окисление на елементите, които съставляват реагентите и реакционните продукти, всички химични реакции се подразделят на редокс (1, 2) и протичащи без промяна в степента на окисление (3, 4).
2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)
Mg 0 - 2e = Mg 2+ (редуциращ агент)
C 4+ + 4e = C 0 (окислител)
FeS 2 + 8HNO 3 (конц) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e = Fe 3+ (редуциращ агент)
N 5+ + 3e = N 2+ (окислител)
AgNO 3 + HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca (OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
Термична класификация на химичните реакции
В зависимост от това дали топлината (енергията) се отделя или абсорбира по време на реакцията, всички химични реакции условно се разделят на екзо - (1, 2) и ендотермични (3), съответно. Количеството топлина (енергия), освободено или абсорбирано по време на реакцията, се нарича топлинен ефект на реакцията. Ако количеството освободена или погълната топлина е посочено в уравнението, тогава такива уравнения се наричат термохимични.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 + 46,2 kJ (1)
2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)
N 2 + O 2 = 2NO - 90,4 kJ (3)
Класификация на химичните реакции според посоката на реакцията
По посока на реакцията, обратими (химични процеси, чиито продукти могат да взаимодействат помежду си при същите условия, при които са получени, с образуването на изходни вещества) и необратими (химични процеси, чиито продукти не могат да реагират с помежду си с образуването на изходни вещества).
За обратими реакции уравнението в общ вид обикновено се записва по следния начин:
A + B ↔ AB
Например:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Примери за необратими реакции включват следните реакции:
2KSlO 3 → 2KSl + 3O2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Доказателство за необратимостта на реакцията може да бъде отделянето на газообразно вещество, утайка или слабо дисоцииращо съединение, най-често вода, като продукти на реакцията.
Класификация на химичните реакции по наличието на катализатор
От тази гледна точка се разграничават каталитични и некаталитични реакции.
Катализаторът е вещество, което ускорява химическата реакция. Реакциите, включващи катализатори, се наричат каталитични. Някои реакции обикновено са невъзможни без наличието на катализатор:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (катализатор MnO 2)
Често един от реакционните продукти служи като катализатор, който ускорява тази реакция (автокаталитични реакции):
MeO + 2HF = MeF 2 + H 2 O, където Me е метал.
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1
Всички химични реакции могат да бъдат класифицирани по различни критерии:
1. Класификация на реакциите според промяната в количеството на изходните вещества и реакционните продукти
- реакции на присъединяване – от няколко вещества се образува ново вещество: C + O 2 = CO 2;
- реакции на разлагане - от едно вещество се образуват няколко други: CaCO 3 = CaO + CO 2;
- реакции на заместване - в резултат на реакцията на просто и сложно вещество се образуват нови сложни и прости вещества: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2;
- обменни реакции - реагенти обменни компоненти: MgS + 2HCl = MgCl 2 + H 2 S;
- реакции на неутрализация (те са частен случай на обменни реакции) - изходните вещества на реакцията са киселина и основа, а продуктите са вода и сол: NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
2. Класификация на реакциите по освобождаване/поглъщане на енергия
- екзотермични реакции (с отделяне на топлина): C + O 2 = CO 2 + Q
- ендотермични реакции (с абсорбция на топлина): N 2 + O 2 = 2NO - Q
3. Класификация на реакциите по наличието на катализатор
Катализаторите са вещества, които не участват пряко в самата реакция, но променят скоростта на нейния ход.
- каталитични реакции: CO + H 2 O = CO 2 + H (катализатор FeO)
- некаталитични реакции
4. Класификация на реакциите въз основа на обратимостта на реакцията
- обратими реакции - могат спонтанно да протичат при тези условия, както в посока напред, така и в обратна посока: N 2 (g) + 3H 2 (g) ↔ 2NH 3 (g)
- необратими реакции - протичат само в една посока с почти пълно превръщане на изходните материали в реакционни продукти (един от продуктите е газообразно или слабо дисоцииращо вещество): CaCO 3 = CaO + CO 2
5. Класификация на реакциите по тип частици
- молекулярно;
- йонен;
- радикален.
6. Класификация на реакциите по вид енергийно въздействие
- термохимични реакции - протичат при повишени температури: N 2 + O 2 = 2NO;
- фотохимични реакции - протичат под въздействието на светлина: H 2 + Cl 2 = 2HCl;
- електрохимични реакции - протичат под въздействието на електрически ток: 2NaCl = 2Na + Cl 2.
7. Класификация на реакциите по агрегатно състояние на околната среда
- хомогенни реакции - протичат в хомогенна среда, например в газообразна или течна среда:
C + O 2 = CO 2
KOH + HCl = H20 + KCl; - хетерогенни реакции - протичат на границата на две вещества в различни фази (твърдо-газообразно; течно-газообразно, твърдо-течно; течност-течност; твърдо-твърдо):
- CaCO 3 (t) = CaO (t) + CO 2 (g)
- FeO (t) + CO (g) = Fe (g) + CO 2 (t)
- Zn (s) + H 2 SO 4 (g) = H 2 (g) + ZnSO 4 (g)
Хомогенните и хетерогенните реакции от своя страна се подразделят на прост(в системата възниква само една реакция, като правило, необратима) и комплекс(няколко прости реакции протичат едновременно в системата).
Видове прости химични реакции:
- Мономолекулярнареакции: в такива реакции участва само един вид молекули от изходното вещество:
I 2, 2I - Бимолекулярнареакции: състоят се от един етап, във всеки акт участват две частици:
Н2 + I2 = 2HI - Тримолекулнареакции: три частици участват в акта едновременно:
2NO + H 2 = N 2 O + H 2 O
Видове сложни химични реакции:
- Паралелнореакции: изходните материали взаимодействат едновременно в няколко различни посоки;
- Последователенреакции: изходните вещества претърпяват промени, преминавайки през няколко последователни етапа, образувайки междинни реакционни продукти;
- Конюгатреакции: две реакции протичат в една и съща среда, докато протичането на една реакция зависи от другата, или протичането на двете реакции се влияе взаимно.
Всяка химическа реакция се придружава от отделяне или поглъщане на топлина (вижте Топлинен ефект на реакцията).
За развитието на реакцията може да се съди по образуването на реакционни продукти, изчезването или промяната на изходните вещества: промяна в цвета на веществата; образуването или изчезването на утайка; освобождаване или абсорбция на газ; поява, изчезване, промяна на миризмата; отделянето или абсорбирането на топлина и др.
В заключение трябва да се спомене такъв важен нюанс като условията на реакцията, не всички химични реакции протичат при така наречените нормални условия. В някои случаи взаимодействието на веществата изисква висока температура, налягане, определена киселинност на средата, наличие на катализатор и др.
