1. Prin semn modificări ale stărilor de oxidare ale elementelor în molecule de substanțe care reacţionează, toate reacțiile sunt împărțite în:
A) reacții redox (reacții cu transfer de electroni);
b) reacții non redox (reacții fără transfer de electroni).
2. După semnul efectului termic toate reacțiile sunt împărțite în:
A) exotermic (merg cu degajarea de căldură);
b) endotermic (mergând cu absorbția de căldură).
3. Prin semn omogenitatea sistemului de reacție reacțiile sunt împărțite în:
A) omogen (curge într-un sistem omogen);
b) eterogen (curge într-un sistem neomogen)
4. În funcţie de prezența sau absența unui catalizator reacțiile sunt împărțite în:
A) catalitic (merg cu participarea unui catalizator);
b) necatalitic (fără catalizator).
5. Prin semn reversibilitate Toate reacțiile chimice sunt împărțite în:
A) ireversibil (curge într-o singură direcție);
b) reversibil (curgând simultan în direcțiile înainte și înapoi).
Luați în considerare o altă clasificare folosită în mod obișnuit.
După numărul și compoziția substanțelor inițiale (reactivilor) și a produselor de reacție Se pot distinge următoarele tipuri majore de reacții chimice:
A) reacții compuse; b) reacții de descompunere;
v) reacții de substituție; G) reacții de schimb.
Reacții de conexiune- sunt reacții în care din două sau mai multe substanțe se formează o substanță cu o compoziție mai complexă:
A + B + ... = B.
Există un număr mare de reacții de combinare a substanțelor simple (metale cu nemetale, nemetale cu nemetale), de exemplu:
Fe + S \u003d FeS 2Na + H 2 \u003d 2NaH
S + O 2 \u003d SO 2 H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
Reacțiile combinației de substanțe simple sunt întotdeauna reacții redox. De regulă, aceste reacții sunt exoterme.
Substanțele complexe pot participa și la reacții compuse, de exemplu:
CaO + SO 3 \u003d CaSO 4 K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
În exemplele date, stările de oxidare ale elementelor nu se modifică în timpul reacțiilor.
Există, de asemenea, reacții de combinare a substanțelor simple și complexe care sunt legate de reacțiile redox, de exemplu:
2FeС1 2 + Сl 2 = 2FeСl 3 2SO 2 + О 2 = 2SO 3
· Reacții de descompunere- acestea sunt reacții în cursul cărora se formează două sau mai multe substanțe mai simple dintr-o substanță complexă: A \u003d B + C + ...
Produșii de descompunere ai substanței inițiale pot fi atât substanțe simple, cât și complexe, de exemplu:
2Fe (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3H 2 O VaCO 3 \u003d BaO + CO 2
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
Reacțiile de descompunere au loc de obicei atunci când substanțele sunt încălzite și sunt reacții endoterme. Ca și reacțiile compuse, reacțiile de descompunere pot avea loc cu sau fără modificarea stărilor de oxidare ale elementelor.
Reacții de substituție- sunt reactii intre substante simple si complexe, in timpul carora atomii unei substante simple inlocuiesc atomii unuia dintre elementele din molecula unei substante complexe. Ca rezultat al reacției de substituție, se formează o nouă substanță simplă și o nouă substanță complexă:
A + BC = AC + B
Aceste reacții sunt aproape întotdeauna reacții redox. De exemplu:
Zn + 2HCI = ZnCI2 + H2
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2
Există un număr mic de reacții de substituție care implică substanțe complexe și care apar fără modificarea stărilor de oxidare ale elementelor, de exemplu:
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2
Ca 3 (RO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + P 2 O 5
Reacții de schimb- acestea sunt reacții între două substanțe complexe ale căror molecule își schimbă părțile constitutive:
AB + CB = AB + CB
Reacțiile de schimb au loc întotdeauna fără transfer de electroni, adică nu sunt reacții redox. De exemplu:
HNO3 + NaOH \u003d NaNO3 + H2O
BaCl2 + H2SO4 \u003d BaSO4 + 2HCl
Ca rezultat al reacțiilor de schimb, se formează de obicei un precipitat (↓) sau o substanță gazoasă () sau un electrolit slab (de exemplu, apă).
În timpul reacțiilor chimice, dintr-o substanță se obțin alte substanțe (a nu se confunda cu reacțiile nucleare, în care un element chimic este transformat în altul).
Orice reacție chimică este descrisă printr-o ecuație chimică:
Reactivi → Produse de reactie
Săgeata indică direcția reacției.
De exemplu:
În această reacție, metanul (CH 4 ) reacționează cu oxigenul (O 2 ), rezultând formarea de dioxid de carbon (CO 2) și apă (H 2 O), sau mai degrabă, vapori de apă. Aceasta este exact reacția care se întâmplă în bucătărie când aprindeți un arzător pe gaz. Ecuația ar trebui citită astfel: o moleculă de gaz metan reacționează cu două molecule de oxigen gazos, rezultând o moleculă de dioxid de carbon și două molecule de apă (abur).
Se numesc numerele din fața componentelor unei reacții chimice coeficienții de reacție.
Reacţiile chimice sunt endotermic(cu absorbție de energie) și exotermic(cu eliberare de energie). Arderea metanului este un exemplu tipic de reacție exotermă.
Există mai multe tipuri de reacții chimice. Cel mai comun:
- reacții compuse;
- reacții de descompunere;
- reacții de substituție unică;
- reacții de dublă substituție;
- reacții de oxidare;
- reacții redox.
Reacții de conexiune
Într-o reacție compusă, cel puțin două elemente formează un produs:
2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- formarea sării.
Trebuie acordată atenție unei nuanțe esențiale a reacțiilor compuse: în funcție de condițiile reacției sau de proporțiile reactanților care intră în reacție, rezultatul acesteia poate fi diferiți produși. De exemplu, în condiții normale de ardere a cărbunelui, se obține dioxid de carbon:
C (t) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Dacă nu există suficient oxigen, se formează monoxid de carbon mortal:
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)
Reacții de descompunere
Aceste reacții sunt, parcă, opuse în esență reacțiilor compusului. Ca urmare a reacției de descompunere, substanța se descompune în două (3, 4...) elemente (compuși) mai simple:
- 2H 2 O (g) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- descompunerea apei
- 2H 2 O 2 (g) → 2H 2 (g) O + O 2 (g)- descompunerea peroxidului de hidrogen
Reacții de substituție unică
Ca rezultat al reacțiilor de substituție unică, elementul mai activ îl înlocuiește pe cel mai puțin activ din compus:
Zn (t) + CuSO 4 (soluție) → ZnSO 4 (soluție) + Cu (t)
Zincul din soluția de sulfat de cupru înlocuiește cuprul mai puțin activ, rezultând o soluție de sulfat de zinc.
Gradul de activitate al metalelor în ordinea crescătoare a activității:
- Cele mai active sunt metalele alcaline și alcalino-pământoase.
Ecuația ionică pentru reacția de mai sus va fi:
Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)
Legătura ionică CuSO 4, atunci când este dizolvată în apă, se descompune într-un cation de cupru (sarcină 2+) și un sulfat anionic (sarcină 2-). În urma reacției de substituție, se formează un cation de zinc (care are aceeași sarcină ca cationul de cupru: 2-). Rețineți că anionul sulfat este prezent de ambele părți ale ecuației, adică, după toate regulile matematicii, poate fi redus. Rezultatul este o ecuație ion-moleculară:
Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)
Reacții de substituție dublă
În reacțiile de dublă substituție, doi electroni sunt deja înlocuiți. Astfel de reacții se mai numesc reacții de schimb. Aceste reacții au loc în soluție pentru a forma:
- solid insolubil (reacție de precipitare);
- apa (reactii de neutralizare).
Reacții de precipitare
Când amestecați o soluție de azotat de argint (sare) cu o soluție de clorură de sodiu, se formează clorură de argint:
Ecuația moleculară: KCl (soluție) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (t) + KNO 3 (p-p)
Ecuația ionică: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -
Ecuația molecular-ionică: Cl - + Ag + → AgCl (t)
Dacă compusul este solubil, acesta va fi în soluție sub formă ionică. Dacă compusul este insolubil, va precipita, formând un solid.
Reacții de neutralizare
Acestea sunt reacții între acizi și baze, în urma cărora se formează molecule de apă.
De exemplu, reacția de amestecare a unei soluții de acid sulfuric și a unei soluții de hidroxid de sodiu (leșie):
Ecuația moleculară: H2SO4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na2SO4 (p-p) + 2H2O (l)
Ecuația ionică: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)
Ecuația molecular-ionică: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (g) sau H + + OH - → H 2 O (g)
Reacții de oxidare
Acestea sunt reacții de interacțiune a substanțelor cu oxigenul gazos din aer, în care, de regulă, o cantitate mare de energie este eliberată sub formă de căldură și lumină. O reacție tipică de oxidare este arderea. La începutul acestei pagini, este dată reacția interacțiunii metanului cu oxigenul:
CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
Metanul se referă la hidrocarburi (compuși de carbon și hidrogen). Când o hidrocarbură reacţionează cu oxigenul, se eliberează multă energie termică.
Reacții redox
Acestea sunt reacții în care se fac schimb de electroni între atomii reactanților. Reacțiile discutate mai sus sunt, de asemenea, reacții redox:
- 2Na + Cl 2 → 2NaCl - reacție compusă
- CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - reacție de oxidare
- Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - reacție de substituție simplă
Cele mai detaliate reacții redox cu un număr mare de exemple de rezolvare a ecuațiilor prin metoda echilibrului electronic și metoda semireacției sunt descrise în secțiunea
Departamentul de Educație al Regiunii Ivanovo
Instituţie de învăţământ profesional bugetar de stat regional
Colegiul Tehnologic de Sud
DEZVOLTARE METODOLOGICĂ
LECȚIE DESCHISĂ DE CHIMIE
Pe tema:
« Clasificarea reacțiilor chimice»
Lector: Vdovin Yu.A.
Bine:eu
Grupa: 39-40
Yuzha - 2017
| Subiectul lecției: | Clasificarea reacțiilor chimice |
| Obiectivele lecției: | Extindeți și aprofundați cunoștințele despre reacțiile chimice, comparați-le cu alte tipuri de fenomene. Învață să evidențiezi caracteristicile esențiale care pot fi folosite ca bază pentru clasificarea reacțiilor chimice. Luați în considerare clasificarea reacțiilor chimice în funcție de diferite criterii. |
| Obiectivele lecției: | 1. Educativ - pentru a sistematiza, generaliza și aprofunda cunoștințele elevilor despre reacțiile chimice și clasificarea acestora, dezvoltarea abilităților de lucru independent, capacitatea de a scrie ecuații de reacție și de a stabili coeficienți, de a indica tipuri de reacții, de a trage concluzii și generalizări. 2. Dezvoltarea – dezvoltarea unei culturi a vorbirii folosind termeni și formule chimice, dezvoltarea abilităților cognitive, gândirii, atenției. 3. Educativ - educație pentru independență, perseverență, atenție, toleranță. |
| Tip de lecție: | Combinate |
| Echipamente și reactivi: | Reactivi: Azotat de amoniu, hidroxid de sodiu, hidroxid de amoniu, sulfat de cupru (II), carbonat de sodiu, acid clorhidric, hexacianoferrat de potasiu (III), clorură de fier (III), permanganat de potasiu, acid sulfuric, etanol. Echipament: Eprubete, sticle cu solutii, pipete, suporturi, vas Petri, vas de evaporare din portelan, bagheta de sticla, vata, tava metalica. |
| Metode de predare | Verbal (conversație, explicație) Metode de învățare bazate pe probleme, experiență de laborator. |
| Forme de lucru: | individual, frontal. |
Planul lecției:
În timpul orelor:
1. Moment organizatoric (1 min.)
Un salut;
B) Măsuri de siguranță;
2. Motivație (2 min)
Introducere:
Un număr imens de reacții au loc în lumea din jurul nostru. Aici doar stăm, stăm în picioare, mergem undeva și în fiecare celulă a corpului nostru în fiecare secundă există zeci și sute de mii de transformări ale unei substanțe în alta.
Aproape la fel de bun ca un organism viu și materie neînsuflețită. Undeva acum, chiar în acest moment, are loc un ciclu chimic: unele molecule dispar, altele apar, iar aceste procese nu se opresc niciodată.
Dacă toate ar înceta brusc, lumea ar tăcea. Cum să țineți cont de diversitatea proceselor chimice, cum să le navigați practic? Cum reușesc biologii să navigheze în diversitatea organismelor vii? (crearea unei situații problematice).
Răspuns sugerat: În orice știință, se folosește o tehnică de clasificare care permite împărțirea întregului set de obiecte în grupuri în funcție de caracteristicile comune.
Să formulăm tema lecției: Clasificarea reacțiilor chimice.
Orice lecție ar trebui să aibă obiective.
Să formulăm obiectivele lecției de astăzi?
Ce ar trebui să luăm în considerare?
Ce merită învățat?
Luați în considerare posibilele clasificări ale reacțiilor chimice.
Învață să evidențiezi semnele prin care se face clasificarea reacțiilor.
La ce folosește clasificarea reacțiilor chimice?
raspuns sugerat: Ajută la generalizarea, structurarea cunoștințelor despre procesele chimice, evidențierea ceva în comun și prezicerea, pe baza cunoștințelor existente, altceva necunoscut, dar similar cu cel cunoscut.
Și unde pot fi aplicate cunoștințele despre clasificarea reacțiilor chimice în practica dumneavoastră?
raspuns sugerat: unele clase de reacții chimice ne pot fi utile în activități practice. De exemplu, un fenomen atât de important pentru dvs. precum galvanizarea se bazează pe procese redox. Cred că conceptul de „celule galvanice” vă este dureros de familiar!
În plus, cunoașterea clasei de reacție chimică a unui proces poate ajuta la gestionarea acestui proces.
3. Actualizarea cunoștințelor (6 min)
A) Sarcină cu carduri despre diferența dintre procesele fizice și reacțiile chimice (2 min).
Sarcina este realizată de un elev pe o tablă magnetică și în paralel cu o prezentare de grup.
Aruncați o privire asupra acestor fenomene cunoscute de voi toți. Împărțiți-le în grupuri. Denumiți grupurile și definiți fiecare grup.
B) Repetarea măsurilor de siguranță
Realizarea experimentelor de laborator (3 min)
Și de unde știm că avem o reacție chimică?
Răspunsul sugerat #1: Criterii.
Răspunsul sugerat #2: Precipitații, eliberare de gaz etc.
Și acum vă sugerez să vă scufundați în atmosfera empirismului și să fiți experimentatori. În fața ta sunt eprubete și sticle cu reactivi. În domeniul de lucru, în sarcina nr.2 sunt indicate metodele de experiență. Faceți aceste experimente. Înregistrați rezultatele experimentelor dvs. în tabelul „Semne ale reacțiilor chimice”.
| Semn de scurgere | Schema de reactie |
|
| Apariția unui miros | ||
| Precipitare | ||
| Dizolvarea precipitatului | ||
| Evoluția gazelor | ||
| Schimbarea culorii | ||
| emisie de lumină | ||
| Selecţie sau absorbția căldurii |
4 . Învățarea de materiale noi (15 min)
Am văzut că reacțiile chimice sunt adesea însoțite de efecte. Unele efecte similare sunt luate ca bază pentru diferite tipuri de clasificare...
Da, reacțiile chimice sunt clasificate în diferite tipuri, astfel încât aceeași reacție chimică poate fi luată în considerare și clasificată în moduri diferite.
A) Clasificarea în funcție de numărul și compoziția reactivilor și a produselor acestora:
Conexiuni
expansiuni
Înlocuiri
Un diapozitiv prezintă exemple de reacții chimice.
Băieții compară ecuațiile de reacție și formulează definiții de clasă pe baza acestei analize comparative. La fel se întâmplă și cu alte tipuri.
B) Prin efect termic
exotermic
Endotermic
B) Prin modificarea gradului de oxidare
Redox
Nicio modificare a stării de oxidare
D) După compoziția de fază
omogen
Eterogen
D) Despre utilizarea unui catalizator
catalitic
Necatalitic
E) Direcția:
reversibil
nereversibilă
5. Aplicarea și consolidarea cunoștințelor (15 min)
Și acum este timpul să ne aplicăm cunoștințele.
Băieții îndeplinesc sarcinile 3-5 din câmpul de lucru.
3. Opus fiecărui termen legat de clasa reacțiilor chimice, lipiți definiția dorită.
| Reacții de conexiune | Reacții în care două sau mai multe substanțe formează un compus |
| Reacții de descompunere | Reacții în care dintr-o substanță complexă se formează mai multe substanțe noi. |
| Reacții de substituție | Reacții în care atomii unei substanțe simple înlocuiesc atomii unuia dintre elementele unei substanțe complexe. |
| Reacții de schimb | Reacții în care doi compuși își schimbă constituenții. |
| reactii exoterme | Reacții care au loc cu degajarea de căldură. |
| Reacții endoterme | Reacții care au loc cu absorbția de căldură. |
| reacții catalitice | Reacții care au loc cu participarea unui catalizator. |
| Reacții necatalitice | Reacții care au loc fără catalizator. |
| Redox | Reacții care apar cu modificarea stărilor de oxidare a elementelor care formează substanțele implicate în reacție. |
| Reacții reversibile | Reacții chimice care apar simultan în două direcții opuse - înainte și invers. |
| reacții ireversibile | Reacții chimice, în urma cărora substanțele inițiale sunt aproape complet transformate în produse finite. |
| Reacții omogene | Reacții care au loc într-un mediu omogen, cum ar fi un amestec de gaze sau soluții. |
| reacții eterogene | Reacții care apar între substanțe într-un mediu eterogen. |
Verificarea lucrării are loc pe slide-ul de prezentare.
4. Corelați reacțiile chimice cu clasa lor:
| Reacții de conexiune | ||
| Reacții de descompunere | ||
| Reacții de substituție | ||
| Reacții de schimb | ||
| reactii exoterme |
DEFINIȚIE
Reactie chimica numită transformarea substanţelor în care are loc o modificare a compoziţiei şi (sau) structurii lor.
Cel mai adesea, reacțiile chimice sunt înțelese ca procesul de transformare a substanțelor inițiale (reactivi) în substanțe finale (produse).
Reacțiile chimice sunt scrise folosind ecuații chimice care conțin formulele materiilor prime și ale produselor de reacție. Conform legii conservării masei, numărul de atomi ai fiecărui element din partea stângă și dreaptă a ecuației chimice este același. De obicei, formulele substanțelor inițiale sunt scrise în partea stângă a ecuației, iar formulele produselor sunt scrise în dreapta. Egalitatea numărului de atomi ai fiecărui element din părțile din stânga și din dreapta ecuației se realizează prin plasarea coeficienților stoichiometrici întregi în fața formulelor substanțelor.
Ecuațiile chimice pot conține informații suplimentare despre caracteristicile reacției: temperatură, presiune, radiație etc., care sunt indicate prin simbolul corespunzător deasupra (sau „sub”) semnul egal.
Toate reacțiile chimice pot fi grupate în mai multe clase, care au anumite caracteristici.
Clasificarea reacțiilor chimice în funcție de numărul și compoziția substanțelor inițiale și rezultate
Conform acestei clasificări, reacțiile chimice sunt împărțite în reacții de combinare, descompunere, substituție, schimb.
Ca rezultat reacții compuse din două sau mai multe substanțe (complexe sau simple) se formează o substanță nouă. În general, ecuația pentru o astfel de reacție chimică va arăta astfel:
De exemplu:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
2Mg + O 2 \u003d 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3
Reacțiile combinate sunt în majoritatea cazurilor exoterme, adică. curge cu degajare de căldură. Dacă în reacție sunt implicate substanțe simple, atunci astfel de reacții sunt cel mai adesea redox (ORD), adică. apar cu modificarea stărilor de oxidare ale elementelor. Este imposibil să spunem fără echivoc dacă reacția unui compus între substanțe complexe poate fi atribuită OVR.
Reacțiile în care se formează mai multe alte substanțe noi (complexe sau simple) dintr-o substanță complexă sunt clasificate ca reacții de descompunere. În general, ecuația pentru o reacție de descompunere chimică va arăta astfel:
De exemplu:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O \u003d CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
Majoritatea reacțiilor de descompunere au loc cu încălzire (1,4,5). Este posibilă descompunerea prin curent electric (2). Descompunerea hidraților, acizilor, bazelor și sărurilor cristaline ale acizilor care conțin oxigen (1, 3, 4, 5, 7) se desfășoară fără modificarea stărilor de oxidare ale elementelor, adică. aceste reacții nu se aplică OVR. Reacțiile de descompunere OVR includ descompunerea oxizilor, acizilor și sărurilor formate de elemente în stări de oxidare superioare (6).
Reacțiile de descompunere se găsesc și în chimia organică, dar sub alte denumiri - cracare (8), dehidrogenare (9):
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2 (9)
La reacții de substituție o substanță simplă interacționează cu una complexă, formând o nouă substanță simplă și o nouă substanță complexă. În general, ecuația pentru o reacție de substituție chimică va arăta astfel:
De exemplu:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (2)
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2 (3)
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 = ZCaSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl (7)
Reacțiile de substituție sunt în mare parte reacții redox (1 - 4, 7). Exemplele de reacții de descompunere în care nu există nicio modificare a stărilor de oxidare sunt puține (5, 6).
Reacții de schimb numite reacții care apar între substanțe complexe, în care își schimbă părțile constitutive. De obicei, acest termen este folosit pentru reacțiile care implică ioni în soluție apoasă. În general, ecuația pentru o reacție de schimb chimic va arăta astfel:
AB + CD = AD + CB
De exemplu:
CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2O (1)
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
Reacțiile de schimb nu sunt redox. Un caz special al acestor reacții de schimb sunt reacțiile de neutralizare (reacții de interacțiune a acizilor cu alcalii) (2). Reacțiile de schimb au loc în direcția în care cel puțin una dintre substanțe este îndepărtată din sfera de reacție sub formă de substanță gazoasă (3), precipitat (4, 5) sau compus slab disociat, cel mai adesea apă (1, 2). ).
Clasificarea reacțiilor chimice în funcție de modificările stărilor de oxidare
În funcție de modificarea stărilor de oxidare a elementelor care alcătuiesc reactanții și produșii de reacție, toate reacțiile chimice se împart în redox (1, 2) și cele care au loc fără modificarea stării de oxidare (3, 4).
2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C (1)
Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (reductor)
C 4+ + 4e \u003d C 0 (agent oxidant)
FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (reductor)
N 5+ + 3e \u003d N 2+ (agent oxidant)
AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
Clasificarea reacțiilor chimice după efectul termic
În funcție de faptul că căldura (energia) este eliberată sau absorbită în timpul reacției, toate reacțiile chimice sunt împărțite condiționat în exo - (1, 2) și respectiv endoterme (3). Cantitatea de căldură (energie) eliberată sau absorbită în timpul unei reacții se numește căldură reacției. Dacă ecuația indică cantitatea de căldură eliberată sau absorbită, atunci astfel de ecuații se numesc termochimice.
N2 + 3H2 = 2NH3 +46,2 kJ (1)
2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602,5 kJ (2)
N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90,4 kJ (3)
Clasificarea reacțiilor chimice în funcție de direcția reacției
În funcție de direcția reacției, sunt reversibile (procese chimice, ale căror produse sunt capabile să reacționeze între ele în aceleași condiții în care sunt obținute, cu formarea substanțelor inițiale) și ireversibile (procese chimice, produse din care nu sunt capabile să reacționeze între ele cu formarea de substanțe inițiale).
Pentru reacțiile reversibile, ecuația în formă generală este de obicei scrisă după cum urmează:
A + B ↔ AB
De exemplu:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOS 2 H 5 + H 2 O
Exemple de reacții ireversibile sunt următoarele reacții:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Dovezile ireversibilității reacției pot servi ca produși de reacție ai unei substanțe gazoase, a unui precipitat sau a unui compus cu disociere scăzută, cel mai adesea apă.
Clasificarea reacțiilor chimice după prezența unui catalizator
Din acest punct de vedere, se disting reacțiile catalitice și necatalitice.
Un catalizator este o substanță care accelerează o reacție chimică. Reacțiile care implică catalizatori sunt numite catalitice. Unele reacții sunt în general imposibile fără prezența unui catalizator:
2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (catalizator MnO 2)
Adesea, unul dintre produșii de reacție servește ca catalizator care accelerează această reacție (reacții autocatalitice):
MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2O, unde Me este un metal.
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
Toate reacțiile chimice pot fi clasificate după mai multe criterii:
1. Clasificarea reacțiilor prin modificarea numărului de substanțe inițiale și a produselor de reacție
- reacții de adiție - din mai multe substanțe se formează o nouă substanță: C + O 2 \u003d CO 2;
- reacții de descompunere - mai multe altele se formează dintr-o substanță: CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
- reacții de substituție - ca urmare a reacției unei substanțe simple și complexe, se formează noi substanțe complexe și simple: 2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2;
- reacții de schimb - componente de schimb de reactivi: MgS + 2HCl = MgCl 2 + H 2 S;
- reacții de neutralizare (sunt un caz special de reacții de schimb) - substanțele inițiale ale reacției sunt acide și baze, iar produsele sunt apă și sare: NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
2. Clasificarea reacțiilor în funcție de eliberarea/absorbția de energie
- reacții exoterme (cu degajare de căldură): C + O 2 = CO 2 + Q
- reacții endoterme (cu absorbție de căldură): N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q
3. Clasificarea reacțiilor în funcție de prezența unui catalizator
Catalizatorii sunt substanțe care nu sunt direct implicate în reacția în sine, dar își modifică viteza.
- reacții catalitice: CO + H 2 O = CO 2 + H (catalizator FeO)
- reacții necatalitice
4. Clasificarea reacțiilor pe baza reversibilității reacției
- reacții reversibile - pot avea loc spontan în condiții date, atât în direcția înainte, cât și în sens invers: N 2 (g) + 3H 2 (g) ↔ 2NH 3 (g)
- reacții ireversibile - se procedează numai într-o singură direcție cu conversia aproape completă a materiilor prime în produși de reacție (unul dintre produse este o substanță gazoasă sau slab disociabilă): CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
5. Clasificarea reacțiilor în funcție de tipul de particule
- molecular;
- ionic;
- radical.
6. Clasificarea reacțiilor în funcție de tipul de impact energetic
- reacții termochimice - se procedează la temperaturi ridicate: N 2 + O 2 \u003d 2NO;
- reacții fotochimice - se desfășoară sub influența luminii: H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl;
- reacții electrochimice - se desfășoară sub influența unui curent electric: 2NaCl \u003d 2Na + Cl 2.
7. Clasificarea reacțiilor în funcție de starea de agregare a mediului
- reacții omogene - se desfășoară într-un mediu omogen, de exemplu, într-un mediu gazos sau lichid:
C + O 2 \u003d CO 2
KOH + HCl \u003d H2O + KCI; - reacții eterogene - apar la interfața dintre două substanțe care se află în faze diferite (solid-gazos; lichid-gazos, solid-lichid; lichid-lichid; solid-solid):
- CaCO 3 (t) \u003d CaO (t) + CO 2 (g)
- FeO (t) + CO (g) \u003d Fe (g) + CO 2 (t)
- Zn (t) + H 2 SO 4 (l) \u003d H 2 (g) + ZnSO 4 (l)
Reacțiile omogene și eterogene, la rândul lor, se împart în simplu(în sistem are loc o singură reacție, de regulă, ireversibilă) și complex(mai multe reacții simple apar simultan în sistem).
Tipuri de reacții chimice simple:
- Monomolecular reacții: doar un singur tip de molecule ale substanței inițiale participă la astfel de reacții:
I 2 ↔ 2I - Bimolecular reacții: constau dintr-o etapă, două particule participă la fiecare act:
H 2 + I 2 \u003d 2HI - Trimolecular reacții: trei particule iau parte simultan la act:
2NO + H 2 \u003d N 2 O + H 2 O
Tipuri de reacții chimice complexe:
- Paralel reacții: substanțele inițiale interacționează simultan în mai multe direcții diferite;
- Secvenţial reacții: substanțele inițiale suferă modificări, trecând prin mai multe etape succesive, formând produse intermediare de reacție;
- Legate de Reacții: două reacții au loc în același mediu, în timp ce cursul unei reacții depinde de cealaltă, sau cursul ambelor reacții se influențează reciproc.
Orice reacție chimică este însoțită de eliberarea sau absorbția de căldură (vezi Efectul termic al reacției).
Cursul reacției poate fi judecat după formarea produselor de reacție, dispariția sau modificarea substanțelor inițiale: o schimbare a culorii substanțelor; formarea sau dispariția sedimentelor; eliberarea sau absorbția de gaz; apariția, dispariția, schimbarea mirosului; degajarea sau absorbția de căldură etc.
În concluzie, ar trebui să menționăm o nuanță atât de importantă precum condițiile de desfășurare a reacției, nu toate reacțiile chimice decurg în așa-numitele condiții normale. În unele cazuri, interacțiunea substanțelor necesită temperatură ridicată, presiune, o anumită aciditate a mediului, prezența unui catalizator și așa mai departe.
