Характеристика химических реакций. Видеоурок. Химия 8 Класс
Тема: Первоначальные химические представления
Урок: Характеристика химических реакций
Химические реакции очень разнообразны: одни протекают с выделением большого количества энергии в виде тепла и света (Рис. 1), другие сопровождаются выделением газа, изменением цвета (Рис. 2).
Рис. 1. Горение магния
Рис. 2. Взаимодействие меди с концентрированной азотной кислотой
Чтобы охарактеризовать химическую реакцию, необходимо описать ее отличительные особенности. Принято указывать условия начала, условия течения и признаки реакции. Охарактеризуем примеры реакций горения магния и взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой по приведенным пунктам.
К условиям начала химической реакции относят то, что следует осуществить для того, чтобы реакция начала протекать. Часто для начала реакции необходимо соприкосновение исходных веществ.
Так и в случае реакции азотной кислоты с медью для ее начала достаточно, чтобы реагирующие вещества соприкасались друг с другом. Однако одного соприкосновения реагирующих веществ нередко бывает недостаточно.
Например, магний начинает гореть не просто при соприкосновении с кислородом, содержащимся в воздухе. Для того чтобы эта реакция начала протекать, кусочек магния нужно поджечь.
Итак, мы видим, что химическая реакция начинается при определенных условиях. Если эти условия не выполняются, то химическое превращение невозможно. Для продолжения протекания реакции тоже нужно создать определенные условия.
Например, условием протекания реакции горения магния является постоянный приток воздуха. Если приток воздуха прекратить, то горение тоже прекратится, т.к. магний перестанет соприкасаться с кислородом.
Химическая реакция между азотной кислотой и медью будет продолжать протекать, если вещества будут соприкасаться друг с другом и дальше. Значит, если из колбы вынуть кусочек меди, то химический процесс прекратится.
Продукты химической реакции – вещества, обладающие иными свойствами по сравнению с исходными веществами, поэтому об их образовании можно судить по ряду признаков. К признакам химической реакции относят выделение газа, выпадение осадка, изменение цвета и запаха, выделение света и теплоты.
Рассмотрим признаки рассматриваемых нами реакций. О протекании реакции горения магния можно судить по выделению большого количества света и тепла. Кроме того, серый металл магний превратился в белый оксид магния, т.е. произошло изменение цвета.
При взаимодействии концентрированной азотной кислоты с медью происходит выделение бурого газа и изменение цвета раствора.
Иногда в характеристике химической реакции указывают ее тип.
В рамках данного урока рассматриваются только два типа реакций: реакции соединения и реакции разложения. В результате горения магния из двух веществ (магния и кислорода) образуется одно вещество – оксид магния. Такую реакцию относят к реакциям соединения.
Реакция соединения – это процесс, в результате которого из двух или более веществ получается одно вещество.
Противоположным процессом является реакция разложения.
Реакция разложения – это процесс, в результате которого из одного вещества получаются два или более новых веществ.
Примером реакции разложения может служить разложение воды. Под действием электрического тока вода разлагается на два газообразных вещества – кислород и водород.
Список рекомендованной литературы
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006.
2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с.11-15)
3. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005.(§5)
4. Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобр. учреждений / Г.Е. Рудзитис, ФюГю Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§3)
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (Источник).
2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник).
3. Тесты по химии (онлайн) (Источник).
Домашнее задание
с.12-14 №№2-5,7 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
interneturok.ru
Классификация химических реакций. Тепловой эффект химических реакций
Химическая реакция – это процесс, при котором из одних веществ получаются другие, отличающиеся от исходных веществ по составу или строению, по свойствам.
Существует несколько классификаций химических реакций, основанных либо на параметрах самих реакций, либо на свойствах участвующих веществ.
I. Классификация, основанная на агрегатном состоянии участвующих веществ
Реакция называется гомогенной (греч. «гомо-с» – одинаковый, «гениум» – рождать), т. е. одинаковый по рождению. Вещества, участвующие в реакции, находятся в одном агрегатном состоянии: газообразном, твердом или жидком. В понятие «жидкое агрегатное состояние» входят и растворы веществ. Но между веществами не должно быть границы раздела фаз.
Гомогенные реакции подразделяют на
· Газофазные
· Жидкостные
· Твердофазные
Реакция называется гетерогенной (греч. «гетеро-с» – разный), если вещества находятся в различных агрегатных состояниях (жидкое и твердое, несмешивающиеся жидкости или смеси твердых веществ)
|
Классификация по агрегатному состоянию участвующих веществ. |
||
| Гомогенные реакции | Гетерогенные реакции | |
 |
 |
 |
| Газофазная | Жидкостная | |
II. Классификация по изменению состава веществ или не изменению состава вещества
|
Реакции, при которых не изменяется состав вещества: |
|
|
|
|
|
Реакция изомеризации пропил бензола в изопропилбензол |
Переход между аллотропными модификациями (графит ↔ алмаз) |
Табл. 2
Реакции, происходящие с изменением состава веществ подразделяются на
· соединения
· разложения
· замещения
· обмена
В органической химии реакции присоединения обозначаются как гидрирование, гидратация, галогенирование, гидрогалогенирование, полимеризация. Реакции разложения называют реакциями отщепления: дегидрирование, дегидратация, дегидрогалогенирование. Реакции замещения в органической химии – это галогенирование алканов, замещение гидроксила на галоген в спиртах, галогенирование бензола.
В отдельную группу выделяют реакции, при которых
По константе равновесия, химические реакции делятся на обратимые и необратимые.
В органической химии существует классификация реакций по типу атакующей частицы.
III.Классификация по тепловому эффекту
Одни химические реакции протекают с выделением теплоты, а другие – с поглощением.
Количество теплоты, которое выделяется в результате реакции, называется тепловым эффектом химической реакции.
По тепловому эффекту химические реакции делят на экзотермические и эндотермические.
Экзотермическими называются реакции, которые протекают с выделением теплоты
. Например, реакция горения пропана.
Рис. 1. С3Н8 +О2→3СО2↑+4Н2О+Q
Эндотермическими называются реакции, которые протекают с поглощением теплоты. Например, реакция разложения гидроксида меди (II).
Сu(OH)2 
СuО+Н2О — Q
Термохимические уравнения
Химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции, называются термохимическими. В них указывается теплота процесса, соответствующая стехиометрическим коэффициентам.
Количество теплоты зависит от количества вещества. Ведь нельзя же обогреть помещение, сжигая одну спичку, а положив в камин несколько бревен – вполне. Хотя оба процесса – это горение древесины. Рис. 2.
Рис. 2. Горение древесины
Рассмотрим следующую задачу:
Задача 1. Вычислите массу и объём (н.у.) сгоревшего этилена, если в ходе реакции выделилось 2450 кДж теплоты. С2Н4(Г) + 3О2(Г)→2СО2(г)↑+ 2Н2О (ж) + 1400 кДж
Решение:
Согласно уравнению реакции, при сгорании 1 моль этилена выделяется 1400 кдж
По условию задачи при сгорании х моль этилена выделяется 2450 кдж
Составляем пропорцию:
Ответ: 
Подведение итога урока
На уроке рассмотрена классификация химических реакций по различным признакам, а также мы подробнее коснулись темы «Тепловой эффект химических реакций».
Список литературы
1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
2. Попель П.П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П.П. Попель, Л.С.Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
3. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Internerurok.ru (Источник).
2. Hemi.nsu.ru (Источник).
3. Chemport.ru (Источник).
4. Химик (Источник).
Домашнее задание
1. №№1-3 (с. 48), решить з. 1, 2 (с. 48) Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
2. Приведите примеры газофазной гомогенной реакции.
3. Что такое тепловой эффект химической реакции?
interneturok.ru
Классификация химических реакций — HimHelp.ru
Химические свойства веществ выявляются в разнообразных химических реакциях.
Превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и (или) строения, называются химическими реакциями. Часто встречается и такое определение: химической реакцией называется процесс превращения исходных веществ (реагентов) в конечные вещества (продукты).
Химические реакции записываются посредством химических уравнений и схем, содержащих формулы исходных веществ и продуктов реакции. В химических уравнениях, в отличие от схем, число атомов каждого элемента одинаково в левой и правой частях, что отражает закон сохранения массы.
В левой части уравнения пишутся формулы исходных веществ (реагентов), в правой части — веществ, получаемых в результате протекания химической реакции (продуктов реакции, конечных веществ). Знак равенства, связывающий левую и правую часть, указывает, что общее количество атомов веществ, участвующих в реакции, остается постоянным. Это достигается расстановкой перед формулами целочисленных стехиометрических коэффициентов, показывающих количественные соотношения между реагентами и продуктами реакции.
Химические уравнения могут содержать дополнительные сведения об особенностях протекания реакции. Если химическая реакция протекает под влиянием внешних воздействий (температура, давление, излучение и т.д.), это указывается соответствующим символом, как правило, над (или «под») знаком равенства.
Огромное число химических реакций может быть сгруппировано в несколько типов реакций, которым присущи вполне определенные признаки.
В качестве классификационных признаков могут быть выбраны следующие:
1. Число и состав исходных веществ и продуктов реакции.
2. Агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции.
3. Число фаз, в которых находятся участники реакции.
4. Природа переносимых частиц.
5. Возможность протекания реакции в прямом и обратном направлении.
6. Знак теплового эффекта разделяет все реакции на: экзотермические реакции, протекающие с экзо-эффектом — выделение энергии в форме теплоты (Q>0, ∆H <0):
С +О2 = СО2 + Q
и эндотермические реакции, протекающие с эндо-эффектом — поглощением энергии в форме теплоты (Q<0, ∆H >0):
N2 +О2 = 2NО — Q.
Такие реакции относят к термохимическим.
Рассмотрим более подробно каждый из типов реакций.
Классификация по числу и составу реагентов и конечных веществ
1. Реакции соединения
При реакциях соединения из нескольких реагирующих веществ относительно простого состава получается одно вещество более сложного состава:
A + B + C = D
Как правило, эти реакции сопровождаются выделением тепла, т.е. приводят к образованию более устойчивых и менее богатых энергией соединений.
Реакции соединения простых веществ всегда носят окислительно-восстановительный характер. Реакции соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как без изменения валентности:
СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2,
так и относиться к числу окислительно-восстановительных:
2FеСl2 + Сl2 = 2FеСl3.
2. Реакции разложения
Реакции разложения приводят к образованию нескольких соединений из одного сложного вещества:
А = В + С + D.
Продуктами разложения сложного вещества могут быть как простые, так и сложные вещества.
Из реакций разложения, протекающих без изменения валентных состояний, следует отметить разложение кристаллогидратов, оснований, кислот и солей кислородсодержащих кислот:
| to | ||
| CuSO4 5H2O | = | CuSO4 + 5H2O |
К реакциям разложения окислительно-восстановительного характера относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях окисления:
| to | ||
| 4HNO3 | = | 2H2O + 4NO2O + O2O. |
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.
Особенно характерны окислительно-восстановительные реакции разложения для солей азотной кислоты.
Реакции разложения в органической химии носят название крекинга:
С18H38 = С9H18 + С9H20,
или дегидрирования
C4H10 = C4H6 + 2H2.
3. Реакции замещения
При реакциях замещения обычно простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и другое сложное:
А + ВС = АВ + С.
Эти реакции в подавляющем большинстве принадлежат к окислительно-восстановительным:
2Аl + Fe2O3 = 2Fе + Аl2О3,
Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2,
2КВr + Сl2 = 2КСl + Вr2,
2КСlO3 + l2 = 2KlO3 + Сl2.
Примеры реакций замещения, не сопровождающихся изменением валентных состояний атомов, крайне немногочисленны. Следует отметить реакцию двуокиси кремния с солями кислородсодержащих кислот, которым отвечают газообразные или летучие ангидриды:
СаСО3+ SiO2 = СаSiO3 + СО2,
Са3(РО4)2 + ЗSiO2 = ЗСаSiO3 + Р2О5,
Иногда эти реакции рассматривают как реакции обмена:
СН4 + Сl2 = СН3Сl + НСl.
4. Реакции обмена
Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями:
АВ + СD = АD + СВ.
Если при реакциях замещения протекают окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда происходят без изменения валентного состояния атомов. Это наиболее распространенная группа реакций между сложными веществами — оксидами, основаниями, кислотами и солями:
ZnO + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2О,
AgNО3 + КВr = АgВr + КNО3,
СrСl3 + ЗNаОН = Сr(ОН)3 + ЗNаСl.
Частный случай этих реакций обмена — реакции нейтрализации:
НСl + КОН = КСl + Н2О.
Обычно эти реакции подчиняются законам химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества, осадка или малодиссоциирующего (для растворов) соединения:
NаНСО3 + НСl = NаСl + Н2О + СО2↑,
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3↓ + 2Н2О,
СН3СООNа + Н3РО4 = СН3СООН + NаН2РО4.
5. Реакции переноса.
При реакциях переноса атом или группа атомов переходит от одной структурной единицы к другой:
АВ + ВС = А + В2С,
А2В + 2СВ2 = АСВ2 +АСВ3.
Например:
2AgCl + SnCl2 = 2Ag + SnCl4,
H2O + 2NO2 = HNO2 + HNO3.
Классификация реакций по фазовым признакам
В зависимости от агрегатного состояния реагирующих веществ различают следующие реакции:
1. Газовые реакции
2. Реакции в растворах
NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н2О(ж)
3. Реакции между твердыми веществами
| to | ||
| СаО(тв) +SiO2(тв) | = | СаSiO3(тв) |
Классификация реакций по числу фаз.
Под фазой понимают совокупность однородных частей системы с одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенных друг от друга поверхностью раздела.
Все многообразие реакций с этой точки зрения можно разделить на два класса:
1.Гомогенные (однофазные) реакции. К ним относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах .
2.Гетерогенные (многофазные) реакции. К ним относят реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах. Например:
газожидкофазные реакции
CO2(г) + NaOH(p-p) = NaHCO3(p-p).
газотвердофазные реакции
СO2(г) + СаО(тв) = СаСO3(тв).
жидкотвердофазные реакции
Na2SO4(р-р) + ВаСl3(р-р) = ВаSО4(тв)↓ + 2NaСl(p-p).
жидкогазотвердофазные реакции
Са(НСО3)2(р-р) + Н2SО4(р-р) = СО2(r)↑ +Н2О(ж) + СаSО4(тв)↓.
Классификация реакций по типу переносимых частиц
1. Протолитические реакции.
К протолитическим реакциям относят химические процессы, суть которых заключается в переносе протона от одних реагирующих веществ к другим.
В основе этой классификации лежит протолитическая теория кислот и оснований, в соответствии с которой кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а основанием — вещество, способное присоединять протон, например:
| CH3COOH | + H2O = | CH3COO— + | H3O+ |
| кислотаI | основаниеI | основаниеI | кислотаII |
| NH3 + | H2O = | NH4+ + | OH— |
| основаниеI | кислотаII | кислотаII | основаниеII |
К протолитическим реакциям относят реакции нейтрализации и гидролиза.
2. Окислительно-восстановительные реакции.
К таковым относят реакции, в которых реагирующие вещества обмениваются электронами, изменяя при этом степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Например:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑,
FeS2 + 8HNO3(конц) = Fe(NO3)3 + 5NO↑ + 2H2SO4 + 2H2O,
Подавляющее большинство химических реакций относятся к окислительно-восстановительным, они играют исключительно важную роль.
3. Лиганднообменные реакции.
К таковым относят реакции, в ходе которых происходит перенос электронной пары с образованием ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму. Например:
Cu(NO3)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](NO3)2,
Fe + 5CO = [Fe(CO)5],
Al(OH)3 + NaOH = [NaAl(OH)4].
Характерной особенностью лиганднообменных реакций является то, что образование новых соединений, называемых комплексными, происходит без изменения степени окисления.
4. Реакции атомно-молекулярного обмена.
К данному типу реакций относятся многие из изучаемых в органической химии реакций замещения, протекающие по радикальному, электрофильному или нуклеофильному механизму.
Обратимые и необратимые химические реакции
Обратимыми называют такие химические процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ.
Для обратимых реакций уравнение принято записывать следующим образом:
А + В АВ.
Две противоположно направленные стрелки указывают на то, что при одних и тех же условиях одновременно протекает как прямая, так и обратная реакция, например:
СН3СООН + С2Н5ОН СН3СООС2Н5 + Н2О.
Необратимыми называют такие химические процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ. Примерами необратимых реакций может служить разложение бертолетовой соли при нагревании:
2КСlО3 → 2КСl + ЗО2↑,
или окисление глюкозы кислородом воздуха:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О.
www.himhelp.ru
Химическая реакция
Изучение химического строения веществ — лишь частная задача химии, которую она решает в содружестве с физикой. Главное содержание химии — изучение взаимных превращений веществ, происходящих при химических реакциях. Если при каком бы то ни было превращении вещества происходит разрыв или образование новых химических связей, мы имеем дело с химической реакцией.
Образование горных пород и минералов, фотосинтез в листьях растений, мышечные сокращения и синтез белка в живом организме — все эти превращения сопровождаются разрывом и образованием бесконечно разнообразных химических связей.
Первой химической реакцией, которой человек научился пользоваться сознательно, было, пожалуй, горение. Конечно, костер, сложенный первобытным человеком, не мог служить средством получения каких-либо веществ, однако выделение тепла и света, сопровождающее соединение элементов древесины с кислородом, принесло человечеству неоценимую пользу.
Необходимость изготовления все более и более совершенных орудий труда привела к открытию способов выплавки металлов из руд; это послужило началом практического освоения реакций восстановления.
В Древнем Египте уже существовало значительное производство металлов; египтяне владели секретом изготовления стекла, умели выделять и использовать природные красители, концентрировать вино перегонкой.
По преданию, египетская царица Клеопатра (I век до н. э.) в ответ на пышное празднество, устроенное в ее честь Марком Антонием, растворила в бокале с уксусом бесценную жемчужину, надеясь таким способом поразить воображение гостей. Сущность этих химических упражнений Клеопатры заключалась, в следующем – углекислый кальций (известняк), из которого на 91—92% и состоит жемчуг, реагирует с уксусной кислотой, в результате образуется растворимый уксуснокислый кальций, вода и углекислый газ:
СаСО3 + 2СН3СООН – Са(ОСОСН3)2 +Н2О+С02.
Конечно, царица не смогла бы написать это уравнение, однако несомненно, что химические познания древних египтян были весьма обширны. Особенно преуспели в химии жрецы, использовавшие химические реакции для придания мистического характера службе в храмах. Об этом напоминает, например, такое химическое название, как аммиак (по-английски — ammonia, по-немецки — Ammonia), берущее свое начало от бога Аммона, в храме которого для создания «дымовых эффектов» использовался нашатырь (хлористый аммоний).
Период алхимии ознаменовался открытием большого числа новых реакций и новых веществ; очень важно, что среди этих веществ были уже и такие, которых не было в природе. Они были созданы человеком.
Общей чертой всей химии вплоть до XVIII века было непонимание сущности химических реакций. Следуя учению Эмпедокла и Аристотеля, алхимики считали, что все тела представляют собой совокупность качеств (отсюда и утопическая надежда при смешении нужных качеств получить благородные металлы, в первую очередь золото). Отсутствовало представление об истинных химических элементах, образующих реальные вещества при соединении друг с другом в определенных соотношениях; из-за этого часто невозможно было предвидеть результат той или иной реакции.
Эта трудность была в основном преодолена в 19-м веке, когда окончательно победило атомно-молекулярное учение, были выделены в свободном состоянии основные элементы, была создана теория химического строения.
Прошлый век выдвинул на первый план вопросы о природе химической связи и о динамике химических превращений. Теперь нас интересует не только конечный результат реакции, но и то, как она протекает, то есть ее механизм. Это позволяет сознательно применять те или иные химические превращения для получения нужных веществ, правильно подбирать катализаторы, режим процесса — словом, освобождает от необходимости работать вслепую.
Те химические уравнения, с которыми читатель сталкивался в школе, описывают, по существу, именно конечный результат реакции; вопрос о том, как и почему она протекает, на школьных уроках чаще всего даже не ставится.
Прежде всего любая реакция может начаться только в том случае, если реагирующие атомы встречаются друг с другом. Чтобы двум частицам отыскать друг друга в атомном хаосе, они должны довольно быстро передвигаться. Чем быстрее они движутся, то есть чем больше скорость их хаотического движения, тем больше вероятность их встречи. Если сами частицы не обладают нужной для этого энергией, химики «подхлестывают» их: повышают температуру. Каждые 10° увеличивают скорость реакции в 2—3 раза.
Но когда мы сообщаем какую-то энергию всей атомной «толпе», энергия эта делится между всеми частицами далеко не поровну. Кому-то достается больше, кому-то меньше. Те «счастливчики», кому досталось больше энергии, становятся возбужденными; и вот именно они, встречаясь друг с другом, и вступают в химическую реакцию.
Предположим, встретились две молекулы: АВ и СД. И, прореагировав, дали два новых вещества: АС и ВД. Как складывались их взаимоотношения во время реакции? Встреча может происходить по двум вариантам. Либо разрыв старых связей и завязывание новых происходит одновременно; либо встречающиеся молекулы развязывают себе руки, разрывают существовавшие связи и предоставляют право образовавшимся при этом свободным; активным частицам — А, В, С, Д самим использовать свою свободу и активность и соединяться друг с другом в «новом варианте».
Многочисленные опыты показали, что путь, по которому реагирующие атомы приходят к «новой жизни», зависит от характера химических связей. Если связь ионная и если среда, в которой идет реакция, не мешает молекуле распадаться на ионы, то все ясно как день: сначала распад на ионы — активные, свободные частицы,— а затем уж обмен ионами и рождение «нового» соединения. По этому пути реагируют молекулы солей в водных растворах.
Сложнее обстоит дело, если молекула «держится» ковалентными связями. Мы уже знаем, что так построено большинство органических соединений. Поэтому, когда реагируют органические вещества, возникает серьезная проблема: как делить «имущество» — пару электронов? Принадлежит эта пара обоим связанным атомам, она и связывает их, а делить ее как-то надо; атомы расходятся. Вариантов опять два; либо по электрону на «брата», либо одному — все, а другому — ничего.
Первый тип разрыва связей, кажущийся более справедливым, называется гомолитическим, второй — гетеролитическим.
Ионные реакции, естественно, проходят по второму механизму; один из атомов, у которого сродство к электронам больше, по праву сильного забирает оба их себе и становится отрицательно заряженным ионом; другому ничего не остается, как довольствоваться положительным зарядом.
Ионные реакции протекают с громадными скоростями. Это связано в значительной мере с тем, что ионы не надо подгонять: скорость их взаимодействия не зависит от температуры. По гетеролитическому типу идут такие важнейшие промышленные реакции, как анионная полимеризация. С ее помощью получают каучук и пластические массы.
Гомолитически — с «разделом» пары электронов — идет большинство газовых реакций и реакций с участием газов. Наиболее распространенный гомолитический процесс — горение.
Разрыв ковалентных связей с «разделом» электронов приводит к образованию свободных радикалов, которые, в свою очередь, дают начало новым гемолитическим реакциям. Поэтому такие реакции могут идти с огромными скоростями, даже со взрывом. Это надо иметь в виду, так как иногда для гемолитического разрыва связей достаточно даже энергии света.
Кстати, раньше, когда механизм этих реакций не был известен, непременным условием успешного проведения некоторых опытов считалось действие на смесь исходных веществ прямого солнечного света. Сейчас кажется, по меньшей мере, странным, что еще совсем недавно успех работы химика нередко зависел… от погоды. Понимание внутренней динамики гомолитических реакций освобождает химию от столь унизительной зависимости. Ныне цепные гемолитические процессы широко используются в промышленности: так получают полистирол, поливинилхлорид, органическое стекло и множество других ценных продуктов.
Разрыв ковалентных связей происходит, как правило, труднее, чем разрыв ионных; чтобы заставить атомы решиться на «раздел» своей пары электронов, их надо «подтолкнуть» — сообщить им значительное количество энергии. Когда реакция началась, об этом уже можно не беспокоиться: «подталкивать» исходные вещества будет тепло, выделяющееся при образовании новых связей.
Автор: О. Охлобыстин.
P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что современная учебная литература по химии должна обязательно большое внимание уделить сути химических реакций, составляющих основу химической науки.
www.poznavayka.org
Химические свойства и основные реакции
Методы физико-химического исследования. Основные методы физической химии, естественно, являются методами физики и химии. Это—прежде всего экспериментальный метод—исследование зависимости свойств веществ от внешних условий и экспериментальное изучение законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. [c.20]Например, при изготовлении кирпича сырье — глина с добавками других минералов — измельчается, перемешивается и увлажняется. Получающуюся пластичную массу формуют, сушат и подвергают обжигу (обычно при 900°С). При обжиге происходит спекание, обусловленное химическими реакциями в твердой фазе. Спекание проводится по строго определенному режиму и приводит к получению материала, обладающего заданными свойствами. Основную реакцию, протекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением [c.644]
Огнеупорные материалы (огнеупоры) в зависимости от химических свойств подразделяются на три основных вида кислые, основные и нейтральные. Основой такого разделения является способность при высоких температурах кислых и основных огнеупорных веществ легко вступать в реакцию с основными или кислыми исходными веществами и полученными продуктами. Так, например, кислые огнеупорные изделия не могут быть использованы в тех местах футеровки, где она подвергается воздействию основной плавильной ныли и шлака. [c.85]
Систематизированы и обобщены основные типы реакций органической химии, дано построенное на единых принципах представление о наиболее важных реакциях синтетической органической химии. На большом числе примеров показана взаимосвязь между строением и химическими свойствами основных типов органических соединений. [c.2]
В данной работе знакомятся с основными свойствами обратимых реакций и с одним нз методов исследования химического равновесия на примере реакции [c.252]
Важнейшим химическим свойством основных и кислотных гидроксидов является взаимодействие их между собой с образованием солей реакция солеобразования), например [c.11]
Пособие охватывает все разделы программы курса общей и неорганической химии, изучаемого в химико-технологических вузах. Разделы 1 —10 содержат вопросы, при ответе на которые можно рассчитывать на углубленную проработку и усвоение теоретических основ неорганической химии, ее терминологии и основных закономерностей. При обсуждении общетеоретических вопросов студентам предлагаются конкретные примеры химических свойств и реакций неорганических веществ. [c.5]
Со времени открытия тиофена в каменноугольном дегте (1883 г.) опубликованы три обширные монографии, посвященные химии тиофена [29, 57, 89]. В последней из них, вышедшей в свет в 1952 г., подробно рассматриваются основные химические свойства и реакции соединений этого класса здесь включены все важнейшие работы по этому вопросу, опубликованные до середины 1949 г. Поэтому для подробного ознакомления с литературой по тиофену можно рекомендовать обратиться к указанной монографии [29]. В настоящем разделе рассматриваются важнейшие работы, опубликованные после выхода в свет этой монографии, наряду с некоторыми другими трудами. [c.278]
Процесс изготовления керамических изделий состоит из приготовления керамической массы, формования, сушки и обжига. Эти операции проводятся по-разному в зависимости от природы исход-, ных материалов и от требований, предъявляемых к продукту. Например, при изготовлении кирпича сырье — глина с добавками других минералов — измельчается, перемешивается и увлажняется. Получающуюся пластичную массу формуют, сушат и подвергают обжигу (обычно при 900 °С). При обжиге происходит спекание, обусловленное химическими реакциями в твердой фазе. Спекание проводится по строго определенному режиму н приводит к получению материала, обладающего заданными свойствами. Основную реакцию, протекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением [c.501]
Все теоретические сведения в отношении химических свойств основных классов неорганических соединений, а также соединений отдельных элементов иллюстрируются значительным числом уравнений реакций. Книга содержит много иллюстраций, способствующих зрительному восприятию предмета. [c.2]
По химическим свойствам бинарные соединения Мп (И) амфотерны (преобладают признаки основных соединений). В реакциях без изменения степени окисления для них наиболее характерен переход в катионные комплексы. Так, оксид МпО, как и гидроксид Мп (ОН) 2, легко взаимодействует с кислотами [c.574]
Получающуюся пластичную, массу формуют, сушат и подвергают обжигу (обычно при 900 °С). При обжиге происходит спекание, обусловленное химическими реакциями в твердой фазе. Спекание проводится по строго определенному режиму и приводит к получению материала, обладающего заданными свойствами. Основную реакцию, протекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением [c.512]
Химические свойства. Основные свойства. Как производные аммиака амины проявляют основные свойства и являются органическими основаниями. Водные растворы аммиака имеют щелочную реакцию, так как, взаимодействуя с водой, аммиак отрывает от нее ионы водорода (протоны) — образуются комплексные катионы аммония и гидроксильные анионы [c.303]
Остается еще сказать о некоторых основных способах получения трех рассматриваемых мономеров, об их промышленном производстве, методах их очистки, аналитическом контроле и их физических и особенно физиологических свойствах. Для того чтобы все ото было проведено более полно, мы рассмотрим каждое соединение отдельно. Химические свойства и реакции этилена, изобутилена и стирола будут затем разобраны вместе. [c.37]
В учебнике приведены данные, касающиеся методов получения, областей применения и химических свойств основных классов органических соединений. При этом автор стреми
www.chem21.info
Химические свойства воды. 6 основных типов химических реакций для воды.
Химические свойства воды. 6 основных типов химических реакций для воды. ( хороший обзор Новосибирского Университета)Давайте вспомним все уже известные нам реакции, в которых участвует вода. Для этого вновь напишем уравнения встречавшихся ранее реакций и систематизируем их. Оказывается, вода – весьма активное в химическом отношении вещество.
1) Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода:
2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурно)
2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурно)
3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (только при нагревании)
Не все, а только достаточно активные металлы могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях этого типа. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.
Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре:
C + H2O = H2 + CO (при сильном нагревании)
CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильном нагревании)
2) Электролиз. Вода разлагается на водород и кислород при действии электрического тока. Это также окислительно-восстановительная реакция, где вода является одновременно и окислителем, и восстановителем.
3) Вода реагирует со многими оксидами неметаллов. В отличие от предыдущих, эти реакции не окислительно-восстановительные, а реакции соединения:
|
SO2 |
+ |
H2O |
= |
H2SO3 |
|
сернистая кислота |
|
SO3 |
+ |
H2O |
= |
H2SO4 |
|
серная кислота |
|
CO2 |
+ |
H2O |
= |
H2CO3 |
|
угольная кислота |
4) Некоторые оксиды металлов также могут вступать в реакции соединения с водой. Примеры таких реакций мы уже встречали:
|
CaO |
+ |
H2O |
= |
Ca(OH)2 |
|
гидроксид кальция (гашеная известь) |
Не все оксиды металлов способны реагировать с водой. Часть из них практически не растворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Мы уже встречались с такими оксидами. Это ZnO, TiO2, Cr2O3, из которых приготовляют, например, стойкие к воде краски. Оксиды железа также не растворимы в воде и не реагируют с ней.
5) Вода образует многочисленные соединения, в которых ее молекула полностью сохраняется. Это так называемые гидраты. Если гидрат кристаллический, то он называется кристаллогидратом. Например:
|
CuSO4 |
+ |
5 H2O |
= |
CuSO4.5H2O |
|
вещество белого цвета (безводный сульфат меди) |
кристаллогидрат (медный купорос),синие кристаллы |
Приведем другие примеры образования гидратов:
H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (гидрат серной кислоты)
NaOH + H2O = NaOH.H2O (гидрат едкого натра)
Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С их помощью, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха.
6) Фотосинтез . Особая реакция воды– синтез растениями крахмала (C6H10O5)n и других подобных соединений (углеводов), происходящая с выделением кислорода:
6n CO2 + 5n H2O = (C6H10O5)n + 6n O2 (при действии света)
tehtab.ru